螺旋Screws

名詞 Terminology

螺紋的大徑（major diameter）是外螺紋牙頂的直徑，也是螺栓的公稱直徑；小徑（minor diameter）是牙底的直徑；節徑（pitch diameter）介於兩者之間，在節徑上牙寬與牙槽寬相等。相鄰兩牙對應點沿軸向的距離是螺距 \(p\)，英制常以每英吋牙數 \(n\) 表示，\(p=1/n\)。螺帽轉一圈前進的距離是導程（lead）\(L\)。（補充）

統一螺紋 Unified, American National and SI Threads

統一螺紋（UN）與 ISO 公制螺紋的牙角都是 60°。以尖頂三角形的高 \(H=\dfrac{\sqrt3}2p=0.86603p\) 為基準，牙頂削去 \(H/8=0.10825p\)（牙頂寬 \(p/8\)），牙底削去 \(H/4=0.21651p\)（牙底寬 \(p/4\)）；SI 與統一螺紋只在牙底略有不同。由大徑到節徑的距離為 \(\tfrac38H=0.32476p\)，所以

原圖對照（統一螺紋）

其他螺紋 Other Thread Forms

傳遞動力的螺旋（千斤頂、車床導螺桿）用牙側較陡的螺紋，摩擦損失較小：方螺紋效率最高但不易加工；Acme 梯形螺紋（牙角 29°）容易車削，磨損後可用剖分螺帽補償，最常用。

Whitworth 螺紋是英國舊標準，牙角 55°、牙頂牙底都有圓角。美國標準管螺紋（NPT）牙角 60°，有 1/16 的錐度（每邊 1°47′），旋緊時越鎖越密，用於管路的密封。（補充說明）

原圖對照（Acme、管螺紋、方螺紋、Whitworth）

多線螺紋 Multiple Threads

單線螺紋轉一圈前進一個螺距；\(n_s\) 線螺紋有 \(n_s\) 條平行的螺旋線，轉一圈前進

多線螺紋前進得快，用於需要快速移動的場合（例如瓶蓋、快速夾具）；但導程大，自鎖能力較差（見動力螺旋的自鎖）。（補充）

原圖對照（雙線螺紋）

尺寸表 Table 5-1

Table 5-1　統一與美國標準螺紋的尺寸（ASME B1.1-1989），單位 in、in²：

受拉螺栓的強度以應力面積（tensile stress area）計算，它比小徑的面積稍大，是以節徑與小徑的平均值為直徑的圓面積（補充）：

補充：表中各系列的節徑與應力面積都以上面兩式逐格核對，節徑全部吻合；應力面積與公式差在末位數 1 個單位以內（如 6-40、5/16-24 為捨入差）。例如 1/2-13UNC：\(d_p=0.5-0.649519/13=0.4500\) in，\(A_s=\frac\pi4(0.5-0.9743/13)^2=0.1419\) in²。

編註：六角螺帽對邊寬在 1/2 in 以上都等於 1.5 倍公稱直徑，唯獨 3-1/2 in 印成 5-1/2，依此規律應為 5-1/4（表中以＊標示）。

原圖對照（Table 5-1）

下一頁：螺栓的預壓（預壓、例 5-2、衝擊負載）。