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螺纹种类与检验方法

牙型分类 · 标记识读 · 通止规 · 三针法 · 影像测量

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一、螺纹五要素

  • 牙型:牙型角决定螺纹"家族"——60° 三角(普通/英制 UN)、55° 三角(惠氏/管)、30° 梯形等。
  • 大径 D/d:公称直径,M24 即大径 24mm。
  • 螺距 P / 导程 Ph:单线螺纹 Ph = P;双线螺纹 Ph = 2P。
  • 线数 n:传动螺纹常见多线。
  • 旋向:右旋默认不标,左旋标"LH"。

二、螺纹参数快速计算器

输入螺纹规格,自动算出螺距、牙型角、大径/中径/小径,画牙型简图,并按所选材料给出公差建议。支持:普通公制 M、英制 UNC/UNF、管螺纹 G/R、NPT、梯形 Tr、圆螺纹 Rd(DIN 405)。计算前先确认外螺纹还是内螺纹——公差带方向相反(外螺纹在公称尺寸以下 e/f/g/h,内螺纹在公称尺寸以上 G/H),梯形螺纹的径向尺寸也不同。

试一试: M24 · M10×1.25 · 1/2-13 UNC · 5/16-18 · #10-32 UNF · G1/2 · NPT1/2 · Tr40×7 · Tr20×4 · Rd40×1/6
规格判读—
牙型角—
螺距 P—
大径 d(公称)—
中径 d₂—
小径 d₁—
牙型高 H(理论)—
牙型简图 大径 d 中径 d₂ 小径 d₁ 60° P 示意图:d=大径(公称)· d₂=中径 · d₁=小径 · P=螺距
公差建议(按材料):请先计算一个螺纹规格。

三、常用螺纹种类与标记

种类牙型角标记示例用途
普通螺纹 M(粗牙)60°M24-6H(螺距 3 省略)最通用的紧固连接
普通螺纹 M(细牙)60°M24×1.5-6g薄壁件、精密调节、防松
55° 非密封管螺纹 G55°G1/2 A水管、气管接头(靠密封垫)
55° 密封管螺纹 Rp/Rc55°Rc1/2(锥内)Rp1/2(柱内)螺纹自身密封的管路
60° 锥管螺纹 NPT60°NPT1/4美标压力管路、液压接头
梯形螺纹 Tr30°Tr40×7-7H丝杠传动、千斤顶、阀门
锯齿形螺纹 B33°(3°/30°)B40×7单向受大力:压力机、吊钩
自攻螺纹 ST60°ST4.8薄钢板、塑料件直接攻入
统一螺纹 UNC/UNF60°1/4-20 UNC-2A英制体系设备(20 牙/英寸)
公差等级速记:内螺纹用大写(6H 最常用),外螺纹用小写(6g 最常用);数字越小越精密(4H > 6H > 7H);配合标注如 M24×1.5-6H/6g。

四、标记识读练习

  • M12-6H:粗牙普通螺纹(螺距 1.75),内螺纹,中径和顶径公差带均 6H。
  • M20×2-5g6g-LH:细牙螺距 2,外螺纹中径 5g、顶径 6g,左旋。
  • G3/8 B:55° 非密封管螺纹,尺寸代号 3/8(英寸),B 级外螺纹。
  • Tr32×12(P6)-8e:梯形螺纹大径 32,导程 12 双线(单线螺距 6),外螺纹公差 8e。

五、检验方法

1. 综合检验:螺纹量规(现场首选,判"能不能装")

  • 通规(T):应顺利旋合通过全长,检查作用中径(综合中径、螺距、牙型角影响)。
  • 止规(Z):允许旋入不超过 2 圈,检查单一中径是否过大/过小。
  • 注意:止规禁止用力拧,歪斜旋入会误判;量规按周期检定,磨损通规是批量误收的头号原因。

2. 单项参数测量(精密判定 / 找误差原因)

参数方法要点
大径外径千分尺 / 卡尺沿轴向多位置测,查锥度与椭圆
螺距螺距规(螺纹样板)对比,或投影仪/二次元样板卡入牙槽透光检查;精确值测 5~10 个螺距取平均
牙型角投影仪 / 工具显微镜 / 二次元轮廓放大比对,60° 或 55° 公差 ±15′ 量级
中径三针法(最经典)或螺纹千分尺见下方公式;量针直径要选"最佳针径"
小径卡尺内测爪 / 专用量仪一般仅工艺控制用

3. 三针法测量中径(必会公式)

  • 公制 60° 螺纹:M = d₂ + 3d₀ − 0.866P(M 为跨针测量值,d₀ 量针直径,P 螺距)。
  • 55° 英制/管螺纹:M = d₂ + 3.1657d₀ − 0.9605P。
  • 最佳量针直径(针与牙侧面正好相切于中径处):60° 牙型 d₀ = 0.577P;55° 牙型 d₀ = 0.564P。
  • 例:M24×3 螺栓,最佳针径 d₀ = 0.577×3 ≈ 1.732mm(选 1.732 标准针),实测 M 反算 d₂ = M − 3×1.732 + 0.866×3。
  • 双针法(大螺距放不下三针)、影像法(量针不便时装夹工件直接测牙侧)作为补充。

4. 仪器选择建议

现场快筛用通止规;数值化全参数用二次元/影像仪(牙型角、螺距、牙侧直线度);中径仲裁用三针法 + 千分尺或测长仪;批量在线检查可配螺纹深度规和扭矩检查。

六、常用普通螺纹螺距表(粗牙)

规格M6M8M10M12M16M20M24M30
粗牙螺距 mm11.251.51.7522.533.5
常用精度等级(外/内)6g / 6H6g / 6H6g / 6H6g / 6H6g / 6H6g / 6H6g / 6H6g / 6H

基本数据依据 GB/T 196(尺寸)、GB/T 197(公差);管螺纹依据 GB/T 7307(G)、GB/T 7306(Rp/Rc)。

七、常用细牙螺纹参数表(GB/T 196 基本尺寸)

规格螺距 P(mm)中径 d₂(mm)小径 d₁(mm)攻丝底孔参考(mm)常用精度等级(外/内)
M8×117.3506.9177.0006g / 6H
M8×0.750.757.5137.1887.2506g / 6H
M10×1.251.259.1888.6478.7506g / 6H
M10×119.3508.9179.0006g / 6H
M10×0.750.759.5139.1889.2506g / 6H
M12×1.51.511.02610.37610.5006g / 6H
M12×1.251.2511.18810.64710.7506g / 6H
M12×1111.35010.91711.0006g / 6H
M14×1.51.513.02612.37612.5006g / 6H
M14×1113.35012.91713.0006g / 6H
M16×1.51.515.02614.37614.5006g / 6H
M16×1115.35014.91715.0006g / 6H
M18×2216.70115.83516.0006g / 6H
M18×1.51.517.02616.37616.5006g / 6H
M20×2218.70117.83518.0006g / 6H
M20×1.51.519.02618.37618.5006g / 6H
M22×2220.70119.83520.0006g / 6H
M22×1.51.521.02620.37620.5006g / 6H
M24×2222.70121.83522.0006g / 6H
M24×1.51.523.02622.37622.5006g / 6H
M27×2225.70124.83525.0006g / 6H
M30×2228.70127.83528.0006g / 6H
M30×1.51.529.02628.37628.5006g / 6H
M36×3334.05132.75233.0006g / 6H
M36×2234.70133.83534.0006g / 6H
细牙要点:① 细牙自锁性好、抗振强,用于薄壁件、微调与振动工况;② 中径 d₂=d−0.6495P、小径 d₁=d−1.0825P(与粗牙同公式,螺距变小牙更浅);③ 攻丝底孔参考 = d−P(约 75% 啮合,按现场经验修正);④ 公差带与粗牙同一体系(外 6g/内 6H 最常用),配合标记如 M20×1.5-6H/6g;任意规格可在本页第二节计算器输入 Mxx×P 直接算。

八、美标 UNF 细牙螺纹参数表(ASME B1.1)

规格TPI(每寸牙数)螺距 P(mm)中径 E(mm)小径 K(mm)攻丝底孔参考常用精度等级(外/内)
#10-32320.794.313.97#21(4.0)2A / 2B
#12-28280.914.94.5#14(4.6)2A / 2B
1/4-28280.915.765.37#3(5.4)2A / 2B
5/16-24241.067.256.79F(6.5)2A / 2B
3/8-24241.068.848.38Q(8.4)2A / 2B
7/16-20201.2710.299.7425/64(9.9)2A / 2B
1/2-20201.2711.8811.3329/64(11.5)2A / 2B
9/16-18181.4113.3712.7633/64(13.1)2A / 2B
5/8-18181.4114.9614.3537/64(14.7)2A / 2B
3/4-16161.5918.0217.3311/16(17.5)2A / 2B
7/8-14141.8121.0520.2651/64(20.2)2A / 2B
1-12122.1224.0323.1159/64(23.4)2A / 2B
1-1/8-12122.1227.226.28≈26.92A / 2B
1-1/4-12122.1230.3829.46≈30.02A / 2B
1-1/2-12122.1236.7335.81≈36.42A / 2B
UNF 要点:① UNF 为美标统一螺纹细牙系列(60° 牙型,与米制普通螺纹公式相同:E=D−0.6495P、K=D−1.0825P,P=25.4÷TPI);② 注意区分粗牙:#10-24 是 UNC 粗牙、#10-32 才是 UNF 细牙,1/4-20 UNC 对应 1/4-28 UNF,收货检验先看图纸 TPI;③ 公差等级外螺纹 2A/内螺纹 2B 最常用(松配合 1A/1B、紧 3A/3B),量规用 GO/NOGO 环规塞规;④ 大规格常用恒螺距系列 8UN/12UN/16UN(如 1-3/4-8UN),可在本页第二节计算器按 UN 公式输入;⑤ 底孔按 75% 啮合就近取标准钻头,重要件以丝锥样本为准。

九、英制 BSF 细牙螺纹参数表(BS 84,55° 惠氏)

规格(in-每寸牙数)螺距 P(mm)中径 E(mm)小径 K(mm)攻丝底孔参考(mm)常用精度等级(外/内)
1/4-260.985.725.1≈5.41外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
5/16-221.157.26.46≈6.83外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
3/8-201.278.717.9≈8.31外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
7/16-181.4110.219.31≈9.76外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
1/2-161.5911.6810.67≈11.18外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
9/16-161.5913.2712.25≈12.76外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
5/8-141.8114.7113.55≈14.13外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
3/4-122.1217.6916.34≈17.02外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
7/8-112.3120.7519.27≈20.01外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
1-102.5423.7722.15≈22.96外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
1-1/8-92.8226.7724.96≈25.86外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
1-1/4-92.8229.9428.14≈29.04外 Medium / 内 Normal(BS 84 中等级)
BSF 要点:① BSF 为英制惠氏细牙系列(55° 圆顶圆底牙型,与 G 管螺纹同牙型:E=D−0.6403P、K=D−1.2807P);② 与 BSW(英制惠氏粗牙)成对:1/2-16 BSF 对应 1/2-12 BSW;③ 检验按牙型角 55° 判别,不能与 60° 的 UNC/UNF 混用量规;④ 公差等级按 BS 84/BS 2779 中等配合,量规为惠氏螺纹塞规/环规;⑤ 底孔按 75% 啮合估算,标注 ≈ 为参考值。

十、梯形螺纹(Tr)常用参数表(GB/T 5796,30°)

规格螺距 P(mm)中径 d₂=D₂(mm)外螺纹小径 d₃(mm)内螺纹大径 D₄(mm)内螺纹小径 D₁(mm)常用精度等级(外/内)
Tr8×1.51.57.2568.56.5外 7e / 内 7H(常用)
Tr10×2297.510.58外 7e / 内 7H(常用)
Tr12×3310.58.512.59外 7e / 内 7H(常用)
Tr14×3312.510.514.511外 7e / 内 7H(常用)
Tr16×441411.516.512外 7e / 内 7H(常用)
Tr18×441613.518.514外 7e / 内 7H(常用)
Tr20×441815.520.516外 7e / 内 7H(常用)
Tr22×5519.516.522.517外 7e / 内 7H(常用)
Tr24×5521.518.524.519外 7e / 内 7H(常用)
Tr26×5523.520.526.521外 7e / 内 7H(常用)
Tr28×5525.522.528.523外 7e / 内 7H(常用)
Tr30×662723.530.524外 7e / 内 7H(常用)
Tr32×662925.532.526外 7e / 内 7H(常用)
Tr36×663329.536.530外 7e / 内 7H(常用)
Tr40×7736.532.540.533外 7e / 内 7H(常用)
Tr44×7740.536.544.537外 7e / 内 7H(常用)
Tr48×884439.548.540外 7e / 内 7H(常用)
Tr52×884843.552.544外 7e / 内 7H(常用)
Tr60×9955.550.560.551外 7e / 内 7H(常用)
Tr70×10106559.570.560外 7e / 内 7H(常用)
Tr80×10107569.580.570外 7e / 内 7H(常用)
Tr 要点:① Tr 为 30° 米制梯形传动螺纹(GB/T 5796,对应 ISO 2904),用于丝杠传动、千斤顶、阀门启闭,靠牙侧传力,不用于紧固连接;② 基本尺寸公式(ac=0.25):中径 d₂=d−0.5P、外螺纹小径 d₃=d−P−0.5(牙高 h₃=0.5P+ac)、内螺纹大径 D₄=d+0.5、内螺纹小径 D₁=d−P;③ 公差按 GB/T 5796.4:内螺纹 7H/8H/9H,外螺纹 7h/7e/8e/8c/9c,最常用 7H/7e,标记如 Tr40×7-7H(左旋加 LH);④ 检验:批量用通止规;丝杠中径常用三针法,30° 牙型最佳量针直径 d₀=0.51764P;牙型半角 15° 用样板/投影仪检;⑤ 与锯齿形螺纹 B(33°:一侧 3°、一侧 30°,单向承载)区分:先看牙型是否对称;⑥ 任意规格可在本页第二节计算器输入 Tr40×7 直接算,Tr26×5、Tr34×6 等未列入上表的规格同样适用。

十一、圆螺纹 Rd 常用参数表(DIN 405-1,30°)

规格TPI(每寸牙数)螺距 P(mm)中径 d₂(mm)外螺纹小径 d₃(mm)内螺纹大径 D₄(mm)内螺纹小径 D₁(mm)常用精度等级(外/内)
Rd8×1/10″102.546.735.468.255.71外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd10×1/10″102.548.737.4610.257.71外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd12×1/10″102.5410.739.4612.259.71外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd14×1/8″83.1712.4110.8214.3211.14外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd16×1/8″83.1714.4112.8216.3213.14外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd20×1/8″83.1718.4116.8220.3217.14外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd24×1/8″83.1722.4120.8224.3221.14外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd30×1/8″83.1728.4126.8230.3227.14外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd36×1/8″83.1734.4132.8336.3233.14外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd40×1/6″64.2337.8835.7740.4236.19外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd48×1/6″64.2345.8843.7748.4244.19外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd60×1/6″64.2357.8855.7760.4256.19外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd80×1/6″64.2377.8875.7780.4276.19外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd100×1/6″64.2397.8895.77100.4296.19外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd120×1/4″46.35116.83113.65120.64114.28外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd160×1/4″46.35156.82153.65160.63154.28外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd200×1/4″46.35196.82193.65200.63194.28外 6h·7h / 内 7H·6H
Rd 要点:① Rd 为 DIN 405 圆螺纹(knuckle thread):牙侧平直 30°、牙顶牙底为大圆弧(R₁=0.23851P),抗污、耐冲击、不积屑,典型用途:消防接头/水带接口、拖车钩(部分欧系车)、呼吸器面罩接头、铁路制动件、油管接头;② 直径是公制、螺距是英制:标记如 Rd40×1/6″(P=4.233),常用 1/10″=2.54、1/8″=3.175、1/6″=4.233、1/4″=6.35;与 DIN 20400(全公制螺距 3~16mm,牙底平底双圆弧)区分,看标记里螺距写法;③ 基本尺寸公式(ac=0.05P):d₂=d−0.5P、d₃=d−P、D₄=d+0.1P、D₁=d−0.9P;螺栓与螺母圆弧半径不同(R₁=0.23851P / R₃=0.22105P),不能互换牙型检验样板;④ 公差:外螺纹大径 6h、中径/小径 7h;内螺纹中径 7H、小径 6H(上表为基本尺寸,极限值查 DIN 405-1);⑤ 全圆牙型不能用 60° 普通螺纹塞规/环规,用专用圆螺纹量规,或按基本尺寸用通用量具/影像测量判收;⑥ DIN 405 另有系列 2 尺寸(新设计应避免),本表仅列系列 1;任意规格可在第二节计算器输入 Rd40×1/6 直接算。