螺距是相邻螺纹上对应点之间的轴向距离。 公制螺纹标记以毫米表示螺距。统一英制螺纹标记以每英寸牙数(TPI)表示。M10 × 1.5 的螺距为 1.5 mm;1/4-20 UNC 为 20 TPI,相当于 1.27 mm 的螺距。

螺栓外观可能完全正常,尺寸也接近预期,但在旋紧一圈后仍可能卡死。仅凭直径无法确定螺纹规格,因此在使用扳手前应先核对螺距。

本指南涵盖广泛用于机械紧固件的 ISO 公制(M)螺纹以及统一英制 UNC/UNF 螺纹。可结合对照表和测量步骤识别螺纹规格。至于验收限值、攻丝底孔尺寸或管螺纹,请参阅相应图纸和标准。

螺距、TPI 与导程:三种不同的测量参数

螺纹测量参数的区别

术语说明内容示例
螺距相邻螺纹牙型之间的轴向间距M8 × 1.25:螺距 = 1.25 mm
TPI每英寸轴向长度内的螺纹牙数1/4-20:20 TPI
导程转动一周的轴向移动量单线螺纹,螺距 1.25 mm:导程 = 1.25 mm

对于单线螺纹,导程等于螺距。对于多线螺纹,导程等于螺距乘以线数,因此螺距为 2 mm 的双线螺钉,其导程为 4 mm。若无法确认线数,则不要根据每转位移反推螺距。

ISO 公制螺纹和统一螺纹均采用 60° 螺纹牙型角,但其直径与螺距组合分别来自不同的标准体系。

如何读取公制与英制螺纹规格

公制示例:M10 × 1.5

  • M 表示 ISO 公制螺纹形式。

  • 10 表示公称大径,单位为毫米。

  • 1.5 表示螺距,单位为毫米。

M10 × 1.25 的直径相同,但螺距更细,且不能与 M10 × 1.5 配合。粗牙规格在标识中常被省略,但订购替换件时应明确写出。

内六角圆柱头螺钉的螺纹规格与其长度、头部尺寸以及内六角扳手尺寸是彼此独立的。选型时应分别核对这些参数 内六角圆柱头螺钉。

英制示例:1/4-20 UNC-2A

  • 1/4 为公称大径,单位为英寸。

  • 20 为每英寸牙数(TPI)。

  • UNC 为统一粗牙系列。

  • 2A 为外螺纹配合等级;内螺纹采用 B 级。

在编号机械螺钉中,前面的数字是规格代号,而不是直径。#10-24 UNC 的公称大径为 0.190 in,而不是 10 mm。

识读螺纹标记
M10 × 1.5
M · 螺纹体系
ISO 公制螺纹
10 · 公称直径
10 mm 大径
1.5 · 螺距
1.5 mm 轴向间距
1/4-20 UNC-2A
1/4 · 公称直径
1/4 英寸大径
20 · 每英寸牙数
20 TPI,螺距 1.27 mm
UNC · 螺纹系列
统一粗牙系列
2A · 螺纹等级
2 级,外螺纹
图 1. 公制螺距以毫米表示;统一英制标记则以 TPI 表示。

右旋螺纹与左旋螺纹

大多数标准机械紧固件采用右旋螺纹。从施拧端观察,顺时针旋紧。左旋螺纹则按逆时针方向旋紧,标记中通常以 LH 表示,例如 M10 × 1.5 LH。在订购替换件之前,应先确认螺纹旋向。

公制螺纹螺距表:常用粗牙与细牙规格

下列螺距均以毫米表示。这些直径与螺距的组合遵循 ISO 261 通用系列。细牙栏仅列出部分选定规格,并不代表所有允许的螺距,也不保证现货供应。ISO 262 则对商用螺栓、螺钉、螺柱和螺母的组合进行了选定。

常用公制螺纹螺距

公称尺寸粗牙螺距,mm选定细牙螺距,mm
M20.40.25
M2.50.450.35
M30.50.35
M40.70.5
M50.80.5
M61.00.75
M81.251.0
M101.51.25; 1.0
M121.751.5; 1.25
M142.01.5
M162.01.5
M182.52.0; 1.5
M202.52.0; 1.5
M222.52.0; 1.5
M243.02.0
M273.02.0
M303.52.0
M364.03.0
M424.53.0
M485.03.0

M8 粗牙螺纹为 M8 × 1.25;M8 × 1.0 则采用更细的螺距。对于 六角头螺钉请在产品规格中确认直径和螺距。

英制螺纹螺距对照表:UNC 与 UNF

在相同公称直径下,UNC 为粗牙系列,UNF 为细牙系列。TPI 越高,螺距越小。ASME B1.1 规定了统一螺纹的牙型、系列、等级、公差和标注方式。下表中的毫米螺距按 25.4 ÷ TPI 计算,并四舍五入至小数点后三位。

常用统一粗牙和细牙螺纹规格

公称尺寸公称大径,inUNC TPIUNC 螺距,mmUNF TPIUNF 螺距,mm
#20.086560.454640.397
#30.099480.529560.454
#40.112400.635480.529
#50.125400.635440.577
#60.138320.794400.635
#80.164320.794360.706
#100.190241.058320.794
#120.216241.058280.907
1/4 in0.250201.270280.907
5/16 in0.3125181.411241.058
3/8 in0.375161.588241.058
7/16 in0.4375141.814201.270
1/2 in0.500131.954201.270
9/16 in0.5625122.117181.411
5/8 in0.625112.309181.411
3/4 in0.750102.540161.588
7/8 in0.87592.822141.814
1 in1.00083.175122.117

在较小屏幕上,请左右滑动以查看全部列。

1/4-20 UNC 与 1/4-28 UNF 的公称大径均为 0.250 in,但其螺母不可互换。

公制与英制:尺寸接近,但不可互换

部分公制与英制螺纹的公称直径非常接近。区分时应同时核对直径和螺距;外观相似并不代表具有互换性。

相近公制与英制螺纹对比

公制螺纹相近英制螺纹公称直径,mm螺距,mm
M6 × 1.01/4-20 UNC6.00 vs 6.351.00 vs 1.27
M8 × 1.255/16-18 UNC8.00 vs 7.941.25 vs 1.41
M10 × 1.53/8-16 UNC10.00 vs 9.531.50 vs 1.59
M12 × 1.751/2-13 UNC12.00 vs 12.701.75 vs 1.95
M16 × 2.05/8-11 UNC16.00 vs 15.882.00 vs 2.31

M16 与 5/8-11 的公称直径相差约 0.12 mm,但螺距相差约 0.31 mm。规格不匹配的零件可能会先咬合,随后发生卡滞。若出现阻力,应立即停止,并先确认螺纹规格,而不是继续加力。

将螺距换算为 TPI

采用精确换算关系 1 in = 25.4 mm:

螺距(mm)= 25.4 ÷ TPI

TPI = 25.4 ÷ 螺距(mm)

螺距换算结果

螺纹或螺距计算结果
20 TPI25.4 ÷ 201.2700 mm
28 TPI25.4 ÷ 280.9071 mm,四舍五入
1.25 mm 螺距25.4 ÷ 1.2520.32 TPI

将 TPI 换算为毫米仅用于对比螺距间距,并不会把英制螺纹转换为公制螺纹。配合件还必须在公称直径、螺纹牙型、旋向和公差等级方面彼此匹配。

如何测量螺距

1. 清洁螺纹并测量其直径

先清除表面碎屑,并观察数个完好牙型。在外螺纹上,用卡尺跨牙顶测量,并将结果与公称尺寸进行比对。由于磨损和制造公差,测得值可能会略小。

螺母内螺纹牙顶之间测得的内径,并不等同于其公称螺纹直径。应结合图纸、合适的螺纹识别工具,或经确认可匹配的标准件来识别内螺纹。切勿强行装配。

2. 选用螺纹规比对螺距

选取公制或英制螺距规片,将齿列与螺钉轴线对齐,使齿部贴合数个完好的螺纹牙型。齿形应能够完全吻合,不应出现明显间隙或晃动。读取规片上标注的螺距或 TPI;如贴合不够确定,可同时对比相邻规片。

3. 无螺纹规时,测量若干螺距间隔

沿轴向从一个牙顶测至后一个牙顶,再用间隔数而不是牙顶数进行计算。11 个牙顶包含 10 个间隔。

11 个牙顶,10 个间隔
11 个牙顶跨越 10 个螺距间隔简化螺纹轮廓示意图,共有 11 个牙顶和 10 个等距轴向间隔,沿轴线方向从第一个牙顶量至最后一个牙顶。

螺距 = 轴向长度 ÷ 间隔数。示例:15.0 mm ÷ 10 = 1.50 mm。

图 2. 简化轴向轮廓,仅用于说明计数方法,并非制造轮廓。

将跨越 10 个间隔的测量长度除以 10,可减小固定长度读数误差的影响。例如,该长度若存在 0.2 mm 的误差,螺距估算值将仅相差 0.02 mm。需要注意,这并不能消除所有测量误差来源。对于相邻螺距难以区分的情况,应使用螺距规。

4. 记录完整规格标识

应记录螺纹体系、直径、螺距或 TPI、旋向,以及如有标注的配合等级。更换 六角螺母时,除强度等级外,还必须核对相配螺纹。切勿将螺母强行拧到未知螺纹上进行试配。

粗牙还是细牙:如何选择

粗牙和细牙是按螺距相对于公称直径来区分的,而不是按材料或表面处理来区分。进行替换时,应保持现有连接处原有的螺纹规格。若要更换系列,则必须确保配合件兼容,并重新评估连接要求。

粗牙螺纹广泛用于通用紧固件。与相同直径的细牙螺纹相比,粗牙每转进给更大,且通常更容易装配,不易发生乱扣。其较深的牙型在较软的螺纹材料中具有一定优势,但抗滑牙能力还取决于材料强度和有效啮合长度。

在单线螺纹中,细牙每转进给量较小,因此可实现更精细的调节。在相同公称直径下,标准细牙螺纹的拉应力面积通常大于对应的粗牙螺纹。其较浅的牙型有助于在螺纹孔周围径向壁厚受限时使用,但仍必须保证足够的轴向啮合长度。细牙对灰尘、毛刺和乱扣更为敏感。导程角较小并不能替代振动工况下适当的防松措施;预紧力和连接设计仍然至关重要。

在选型说明 螺纹杆和双头螺柱时,应注明直径、螺距或 TPI、旋向、长度、材料、强度要求及表面处理。仅有切断长度,无法准确确定替换件。

标准与订购参考

在公制规格选型中,ISO 262 规定了从 ISO 261 中选取的直径与螺距组合。 普渡大学紧固件识别指南 对英制和公制识别方法作了实用说明。检验限值应以适用图纸和螺纹标准为准。

如果无法识别螺纹, 请联系我们 并提供图纸、实测直径、螺距规测量结果、螺纹方向及所需材料信息。若仍无法确认识别结果,请附上清晰照片。

常见问题

为什么螺纹的直径和螺距看似匹配,装配时仍会卡滞?

螺距和公称直径只是规格的一部分。还应核查牙型、旋向和公差等级,并检查是否存在毛刺、损伤或污染。表面涂层也可能影响配合。若零件发生卡滞,应立即停止,不得用扳手强行拧入。

如果只露出两到三圈螺纹,能否进行识别?

暴露长度过短会使相邻螺距更难区分。可在无损螺纹上使用螺距规,并将结果与图纸或已知规格进行比对。若仍无法确认,应使用适当的检测设备,而不应仅凭短尺测量结果直接下单。

测量螺纹前,是否应先去除涂层?

不要为了识别螺纹而去除仍在发挥作用的涂层。应在不损伤表面的前提下清除松散污物,然后依据零件规格并配合合适量规进行判断。若怀疑涂层厚度影响配合,应按规定限值对成品螺纹进行检验。

螺距规能否证明螺纹已在公差范围内?

不能。螺距规只能用于识别螺距,不能据此判定螺纹是否合格。应使用规定的通止规,并按图纸和检验标准要求执行任何其他尺寸或表面检查。