Измерение метрической резьбы: диаметры, шаг и средний диаметр

Что измеряют у метрической резьбы

Наружный диаметр, внутренний диаметр и средний диаметр описывают разные поверхности профиля. Средний диаметр связан с положением боковых сторон витков и играет ключевую роль в резьбовом сопряжении. Шаг P — осевое расстояние между соседними одноимёнными точками профиля; при многозаходной резьбе ход отличается от шага. Профиль и угол боковых сторон также влияют на функциональную годность.

Геометрическая модель основного профиля

Для идеального метрического профиля с углом 60° высота исходного треугольника H=(√3/2)P≈0,866025P. Базовый средний диаметр наружной и внутренней сопрягаемых резьб в теоретическом профиле d₂=D₂=d−0,649519P. Эта формула задаёт базовую геометрию, а не действительное значение диаметра резьбы с конкретным полем допуска, износом и отклонениями шага.

Расчёт для M20×2,5

При номинальном диаметре 20 мм и шаге 2,5 мм получаем H=0,866025·2,5≈2,1651 мм; базовый средний диаметр d₂=20−0,649519·2,5≈18,3762 мм. Эти результаты не являются границами годности: они используются только как исходная геометрическая привязка. Для резьбы 6g или 6H требуется отдельно выбрать нормативные основные отклонения, допуски и длину свинчивания.

Метод трёх проволочек

Для наружной симметричной резьбы метод трёх проволочек позволяет по размеру поверх проволочек M оценить средний диаметр. В идеализированном случае угла 60° зависимость имеет вид d₂=M−3w+0,8660254P, где w — диаметр проволоки. При выборе номинально оптимального диаметра w≈0,57735P контакт приближается к линии среднего диаметра. Измерительная практика также требует поправок на угол профиля, силу измерения, деформацию контакта и реальные проволочки.

Проверочный пример проволочек

Для P=2,5 мм условно выбраны w=1,4434 мм и показание поверх проволочек M=20,5414 мм. Тогда приближённо d₂=20,5414−3·1,4434+0,8660254·2,5≈18,3763 мм. Это демонстрация подстановки в геометрическую модель, не измерительный протокол и не допуск на конкретную резьбу.

Функциональный контроль калибрами

Проходные и непроходные резьбовые пробки или кольца контролируют комплекс функциональных параметров согласно ISO 1502. Проход резьбового калибра не раскрывает индивидуально шаг, профиль или средний диаметр; для анализа дефекта нужны профильный проектор, измерение проволочками, специализированные микрометры или координатные измерения. Для ответственного соединения дополнительно проверяют повреждения первых витков, заусенцы и условия свинчивания.

Сводная таблица

Характеристика	Пример M20×2,5	Назначение
P	2,5 мм	Шаг
H	2,1651 мм	Высота базового треугольника
d₂ базовый	18,3762 мм	Средний диаметр основного профиля
6H / 6g	Нужна таблица допуска	Поля внутренней и наружной резьбы
M и w	20,5414 мм; 1,4434 мм	Демонстрация измерения тремя проволочками