螺紋類型的全面分類和選擇指南
螺紋（也稱為螺紋或扣件螺紋）是圓柱表面上的螺旋脊，可將旋轉運動轉換成線性運動或力。它們在緊固件（螺栓、螺絲、螺帽）、動力傳輸（導螺絲、千斤頂）、管道密封和精密機構中是不可或缺的。.
1.關鍵術語
在對螺紋進行分類之前，瞭解幾何形狀是非常重要的：
- 主要直徑:最大直徑（嵴在外螺紋上；根在內螺紋上）。.
- 小直徑:直徑最小（根在外部；嵴在內部）。.
- 節距直徑:螺紋寬度等於溝槽寬度的理論直徑。.
- 音高:相鄰螺紋波峰之間的軸向距離（公制為 mm；英制為每英吋螺紋/TPI）。.
- 鉛:每轉的軸向進給量（等於單始螺紋的螺距）。.
- 側角:螺紋外緣與軸心垂直的角度（例如，大多數 V 型螺紋為 60°）。.
- 嵴/根:外側/內側部分 線材剖面.
- 手感:右旋 (RH，標準；順時針鎖緊) 或左旋 (LH)。.
- 錐度:平行（直）或錐形（密封用錐形）。.
2.綜合分類
按功能
- 緊固/安裝螺紋:用於連接零件（螺栓、螺絲、螺帽）。最常見的三角形/V-型材。.
- 動力/變速箱螺紋:將扭力轉換為線性力/運動（引導螺桿、虎钳、千斤頂）。梯形、方形或對彎型材。.
- 管道/密封螺紋:用於流體/氣體連接。通常為錐形以進行幹涉密封。.
- 特殊線程:木螺絲、自攻式、節狀（圓弧以增加耐用性）、多重啟動（進度更快）。.
依螺紋形狀/剖面（橫截面）
- 三角形/V-螺紋 (側角 60° 或 55°）：最常用於緊固。包括銳角-V、截角（實用）、ISO 公制、統一、惠特沃斯。拉伸強度高，但摩擦較大。.
- 方形線:方形輪廓；摩擦最低/傳動效率最高。製造困難且昂貴；根部較弱。.
- Acme/Trapezoidal 螺紋 (側角 29°-30°）：平峰/平根；比方形更容易加工。適用於動力螺絲；平衡效率與強度。.
- 彎曲線 (不對稱，通常一邊為 45°）：單向負載能力高；效率類似方形，但剪切力更強。用於沖床/夾具。.
- 圓頭/指環線:圓形輪廓；耐污/耐腐蝕。用於惡劣環境（如鐵路、聯軸器）。.
- 其他:蝸桿（類似螺旋齒輪）、鋸齒變體。.
按標準化系統和測量
- ISO 公制 (M):全球標準 (60° V-profile)。粗節距（預設）或細節距。稱號：M10×1.5（直徑 × 間距）。標準：ISO 261/724。.
- 統一螺紋標準 (UTS - 英吋):美國/加拿大主導 (60°)。UNC（粗）、UNF（細）、UNEF（特細）、UNS（特殊）。例如：1/2-13 UNC (直徑-TPI)。標準：ANSI/ASME B1.1。.
- 惠特沃斯（英國）:55° 圓角。BSW（粗）、BSF（細）、BSP（管）。主要是歷史性的，但仍在英國/英聯邦使用。.
- 管線螺紋:
- NPT/NPTF（美式錐形，60°；用膠帶自密封）。.
- BSPP/G（平行，55°；需要墊圈/密封劑）。.
- BSPT/R（錐形，55°）。.
- 動力/變速箱系列:梯形 (Tr/DIN103)、Acme (ASME)、Square、Buttress。.
- 其他:PG (導管)、BA (小型儀器)、UNJ/MJ (帶根半徑的航空航天)。.
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- 粗:節距較大/TPI 較少。裝配速度更快、抗剝離能力更強、更易於脆性材料或鍍層。.
- 精美/極精美:更小的節距/更多的 TPI。抗拉強度更高、抗震性更好、調整更精細、在薄壁中更強。.
依據其他標準
- 手感:RH (預設) 對 LH (旋轉組件的防松)。.
- 開始:單次（標準）與多次啟動（更快的線性推進，更低的自鎖）。.
- 錐形與平行:錐度用於密封；平行用於一般用途。.
- 耐受性/適應性等級 (統一）：1A/1B (鬆)、2A/2B (一般用途，~90% 使用)、3A/3B (精密/緊密)。公制使用公差等級 (例如：6g/6H)。.
3.螺紋配合、強度與製造
- 合身等級:控制間隙/緊度。2A/2B 平衡組裝和強度；3A/3B 適用於關鍵應用。電鍍時通常會增加餘量。.
- 強度:螺栓應在螺紋剝離之前拉伸失效。齧合長度 ~1× 直徑（鋼）。滾壓螺紋（更強、更平滑）優於切削螺紋。.
- 製造業:切削與軋延；影響成本與疲勞壽命。.
4.選擇指南
根據這些步驟因素進行選擇：
區域/相容性 - 全球公制 (M)（美國/英國傳統除外）。北美的統一 (UNC/UNF)。英國/英聯邦的 Whitworth/BSP。配合零件以避免不相容。.
主要應用:
- 一般緊固:ISO 公制粗牙或 UNC。對於震動、薄材料或精密度，請使用精細 (MF/UNF)。.
- 管道/密封:NPT (美國，錐形，NPTF 可選用密封劑)。BSPT（錐形，歐洲/亞洲）。BSPP (平行 + O 形圈/華司)。避免混合。.
- 動力傳輸/運動（夾具、導螺桿、虎鉗）:
| 線路類型 | 效率 | 強度/剪切力 | 可製造性 | 最適合 | 缺點 |
|---|---|---|---|---|---|
| 標準 (UNC/UNF) | 中型 | 高（軸） | 極佳 | 一般夾具 | 驅動速度較慢 |
| 圓錐形/梯形 | 高 | 良好 | 良好 | 虎鉗，致動器 | 成本適中 |
| 方形 | 最高 | 下根 | 貧窮 | 精密導螺杆 | 難以加工 |
| 峭壁 | 高 | 最高 (單程) | 良好 | 單向壓力機 | 僅單向 |
負載、震動與環境:
- 高震動：精細螺紋或鎖緊功能。.
- 重負荷/單向負荷：彎頭。.
- 高效率/低摩擦：方形或多重啟動。.
- 尖銳/骯髒：指節/圓.
- 需要自鎖：粗或標準 V（避免多重啟動）。.
組裝與效能:
- 速度/簡便性：粗線程（較少圈數）。.
- 強度/預壓：細牙。.
- 薄壁/脆性材料：粗。.
- 電鍍/塗層：預留額外間隙（2A 級）。.
其他考慮因素:
- 成本：標準 V 型螺紋最便宜。.
- 手動性：LH 適用於特定的防松 (例如自行車踏板、瓦斯筒)。.
- 多重啟動：以低摩擦加快移動速度。.
- 安全/關鍵：使用 3A/3B 配合、UNJ/MJ 剖面、經驗證的接合。.
- 識別提示：測量主要直徑 + 螺距/TPI + 側角 (60° vs 55°)。使用螺紋規或卡尺。.
範例:
- 一般螺栓（歐洲）：M8×1.25（粗公制）。.
- 美國扣件：3/8-16 UNC。.
- 管材 (美國)：1/2 NPT。.
- 導螺杆：Tr20×4（梯形）或 1″-5 Acme。.
實用貼士:外螺紋/內螺紋和標準一定要匹配。對於新設計，為了全球可用性，請選擇公制 ISO。確切尺寸/公差請參考 ASME B1.1 / ISO 261 表格。使用螺紋鎖固劑或墊圈防震。如果不確定，請使用 Go/No-Go 量規進行配合測試。.
本分類和指南涵蓋絕大多數的工業、汽車、管道和機械應用。對於特殊的航太、木材或塑膠螺紋，則適用其他標準 (例如 UNJ、自攻牙)。.
