螺纹标准比较指南:公制、英制和美制的区别。

 

在这里,螺丝标准 米、uni-fi 和 witworth 之间的区别。说明:

 

在机器设计中加入外国制造的部件或对进口机器进行维护时,会遇到不同标准的螺钉,如公制螺钉、统一螺钉和威特沃斯螺钉。

 

许多网站都对各个标准进行了说明,但专门从 "如何全面比较三大标准以及如何区别使用 "的角度进行说明的信息并不多,而这正是设计人员在现场真正想了解的。  本文重点比较了公制螺钉、统一螺钉和惠特沃思螺钉,通过大量对比表格全面介绍了它们的特点、尺寸、强度和选择方法。

三大标准的总体比较

设计过程的第一步是大致了解螺杆属于哪种标准系统。 世界上有许多螺钉标准、用于紧固的三种主要螺钉是 "ISO 公制螺钉"、"统一螺钉 "和 "惠氏螺钉"。

 

在处理外国制造的部件和识别未知螺钉时,只要了解这些基本差异就能提供重要线索。下表中列出了每种标准的核心特征。

ISO 公制螺钉 统一线程 (UTS) 惠氏螺杆 (BSW)
主要标准名称 JIS B 0205、ISO 68-1 ANSI/ASME B1.1 BS 84
螺纹角 60° 60° 55°
尺寸单位 毫米(mm) 英寸(英寸) 英寸(英寸)
音高记谱法 间距(毫米) 山脉数量(TPI) 山脉数量(TPI)
主要使用领域 全球(不包括北美) 北美,航空航天工业 前英国制造的机械,一些英国工业。

从表中可以看出虽然公制螺钉和统一螺钉的螺纹角度同为 60°,外观也很相似,但由于两者的尺寸单位根本不同,因此无法兼容。

 

另一方面,惠特沃斯螺钉具有独特的 55° 角,可以从形状上加以区分。 需要注意的是,统一螺钉和惠特沃思螺钉都以英寸为单位,但标准不同。

 

 

螺钉名称和尺寸:公制、统一和威特沃斯比较

对标准有了整体了解后,您就需要准确理解图纸和规格中使用的 "螺纹代号"。 日本标准公制螺钉 (JIS)、许多美国产品中使用的统一螺钉以及英国老式机械中使用的惠特沃思螺钉都有非常不同的尺寸描述方式。

 

基本符号差异

识别螺钉的基本信息是 "公称直径(厚度)"和 "螺距(螺纹粗糙度)"。是。  这两种表示信息的方式是三种标准之间最显著的区别。

标准 符号示例 解释。
ISO 公制螺钉 M8 公称直径为 8 毫米的粗螺纹
由于音高是标准值,因此省略。
M8x1.0 公称直径 8 毫米,螺距 1.0 毫米,细牙螺纹。
间距必须明确。
统一螺钉 1/4-20 UNC 公称直径 1/4 英寸(约 6.35 毫米)
粗线,每英寸 20 个螺纹。
惠特沃斯螺钉 W1/4-20 公称直径 1/4 英寸(约 6.35 毫米)
粗线,每英寸 20 个螺纹。

 

 

可进行近似尺寸比较的表格。

在维护从国外进口的设备时,很多情况下都希望用 JIS 公制螺钉代替英制螺钉。  但是,如上所述,每种标准都有由于没有直接的兼容性,所以只需找到一个 "尺寸接近的替代品"。

 

表 A:ISO 公制粗牙螺纹尺寸(根据 JIS B 0205-4 标准)

公称直径 (d) 间距 (P) 内螺纹内径 (D1)
M1 0.25 0.729
M1.2 0.25 0.929
M1.6 0.35 1.221
M2 0.4 1.567
M2.5 0.45 2.013
M3 0.5 2.459
M4 0.7 3.242
M5. 0.8 4.134
M6 1 4.917
M8 1.25 6.647
M10. 1.5 8.376
M12. 1.75 10.106
M16 2 13.835
M20. 2.5 17.294
M24 3 20.752
M30. 3.5 26.211
M36. 4 31.670

表 B:ISO 公制细牙螺纹尺寸(摘录)

公称直径 (d) 间距 (P) 内螺纹内径 (D1)
M8 1 6.917
M10. 1.25 8.647
M10. 1 8.917
M12. 1.5 10.376
M12. 1.25 10.647
M16 1.5 14.376
M20. 1.5 18.376
M24 2 21.835

表 C:统一粗牙螺纹 (UNC) 尺寸(根据 ANSI/ASME B1.1 标准)

标称尺寸 山脉数量(TPI) 外径(毫米) 螺纹孔直径(毫米)
第 4 号 40 2.845 2.35
第 6 号 32 3.505 2.85
无 8. 32 4.166 3.50
第 10 号 24 4.826 4.00
1/4 20 6.350 5.35
5/16 18 7.938 6.80
3/8 16 9.525 8.25
1/2 13 12.700 11.15
5/8 11 15.875 14.05
3/4 10 19.050 17.00
1 8 25.400 22.85

表 D:统一细牙螺纹 (UNF) 尺寸(根据 ANSI/ASME B1.1 标准)

标称尺寸 山脉数量(TPI) 外径(毫米) 螺纹孔直径(毫米)
第 4 号 48 2.845 2.45
第 6 号 40 3.505 3.00
无 8. 36 4.166 3.60
第 10 号 32 4.826 4.20
1/4 28 6.350 5.50
5/16 24 7.938 6.90
3/8 24 9.525 8.50
1/2 20 12.700 11.50
5/8 18 15.875 14.50
3/4 16 19.050 17.50
1 12 25.400 23.25

表 E:惠特沃斯螺杆(BSW)尺寸(符合 BS 84 标准)

公称直径(英寸) 山脉数量(TPI) 外径(毫米) 间距(毫米)
1/8 40 3.175 0.635
3/16 24 4.763 1.058
1/4 20 6.350 1.270
5/16 18 7.938 1.411
3/8 16 9.525 1.588
1/2 12 12.700 2.117
5/8 11 15.875 2.309
3/4 10 19.050 2.540
1 8 25.400 3.175

 

 

设计关键:强度类别的国际比较。

在选择螺丝时,强度与尺寸同样重要。特别是钢螺栓,根据不同的标准有不同的强度表示方法,不了解这一点可能会导致严重事故。

 

公制螺纹的强度分类(ISO/JIS)

对于公制螺钉,数字应为 "8.8 "或 "10.9"。力量班 表示。这印在螺栓头上,是一个非常清晰的系统。

  • 第一个数字:标称拉伸强度(断裂力)除以 100(单位:兆帕)
  • 第二个数字:表示屈服点(不可逆力)的抗拉强度是多少 %。

 

统一螺杆强度分类(SAE)

统一螺钉的强度主要由 SAE J429 标准规定,用 "等级 "表示。它们以螺栓头上的径向线(放射线)数量为特征。

  • 2 级:无线条(强度低)
  • 5 级:3 条线(中等强度)
  • 八年级:6 行(高强度)

 

惠氏螺杆的强度分类(BS)

惠氏螺钉历史悠久,不像现代公制螺钉或统一螺钉那样常见,其强度分类已编成法典。 不过,旧的英国标准(如 BS 916)规定,可根据材料和强度在螺栓头上印上字母表(如 R、T、V)。

 

 

强度类别 近似值对照表

下表汇总了近似值,以便比较不同标准的强度。在计算设计强度时可将其作为参考。

标准组织 力量课(头部盖章) 标称拉伸强度(兆帕) 标称拉伸强度(PSI) 等效强度等级
ISO/JIS(公制) 4.8 420 约 60,900 低强度
SAE (Unify) 2 级(无线) 510 (~3/4") 74,000 低强度
ISO/JIS(公制) 8.8 830 约 120 400 中等强度(拉伸强度高)
SAE (Unify) 5 级(3 行) 827 120,000 中等强度(拉伸强度高)
理学士(惠特沃斯)。 R 695 - 850 100,800 - 123,300 中等强度(拉伸强度高)
ISO/JIS(公制) 10.9 1040 约 150 800 高强度(高拉伸强度)
SAE (Unify) 八年级(6 行) 1034 150,000 高强度(高拉伸强度)

注:本表仅为近似比较。由于每种标准的测试方法和定义不同,请务必参阅原始标准文件,以获得准确的设计。

 

 

按用途选择:使用粗粒和细粒螺钉

公制和统一螺钉都有标准螺距 "粗 "和更细的螺距 "细"。 做。

 

根据设计要求正确使用这些不同的螺纹是开发可靠产品的关键。(威特沃斯螺钉也有粗牙和细牙 BSW 和 BSF,但由于这些螺钉现在仅限于特殊维护应用,本节将集中讨论公制螺纹与统一螺纹)。

粗牙螺纹(公制粗牙/UNC) 细牙螺纹(公制细牙/UNF)
力量 标准 高(有效截面积大)
抗震性 标准 高(导角小,难以松动)
微调 不适宜 合适(每转行程较少)
易于装配 简便(螺纹坚固,易于操作) 需要注意(螺纹容易损坏)。
咬伤和烧伤 不会发生 易于生成(接触面积大)
可用性和成本 物美价廉 糟糕/昂贵
建议用途 一般部件紧固 需要高强度和抗震性以及需要微调的区域。

除非有特殊原因,否则从可用性和装配简便性的角度考虑,应将粗粒度螺钉作为标准配置。  细粒度螺钉是一种选择,只有在有明确的工程理由证明采用细粒度螺钉是合理的情况下,才应慎重考虑。

 

 

实用指南:未知螺杆识别和选择流程。

识别未知螺钉的程序。

如果遇到标准不明的螺钉,例如在维修进口机械时,以下程序可以帮助您系统地进行识别。

 

  1. 测量外径:首先用卡尺精确测量螺钉的外径。检查测量值是否接近毫米整数,或者是否可以简单换算成英寸的几分之一,以了解是公制还是英制螺钉。
  2. 测量螺距(螺纹数):用螺距规紧贴螺纹,寻找完全吻合且无漏光的螺纹。这是最可靠的识别方法。公制螺纹的螺距(毫米)和英制螺纹的螺纹数(TPI)都是已知的。
  3. 检查螺纹角度:如果可能,使用螺纹轮廓仪等工具检查角度;区分 60° 或 55° 螺纹有助于区分统一螺纹和维特沃斯螺纹。
  4. 与标准表核对:将测量得到的 "外径 "和 "间距/峰值数 "组合与本文中的对照表和各种标准表进行核对,以确定最终标准。

 

 

根据设计要求进行选择

在选择新螺钉时,可采用以下思维流程,以确保选择合理、无误。

  1. 确定基本标准:产品的目标市场在哪里?(日本/欧洲 → 公制螺钉,北美 → 统一螺钉)
  2. 缩小详细规格:您需要高强度还是抗震性?(是 → 细牙,否 → 粗牙)
  3. 确定强度和材料:紧固件承受多大的负荷?是否是腐蚀性环境?(载荷计算 → 强度分类确定,环境 → 材料确定)。
  4. 确定尺寸: 需要紧固的部件的厚度是多少?(厚度 → 确定螺钉长度)。

 

 

如何选择公制、英制和威特沃斯螺钉标准的概要。

本文比较了三种主要的螺钉标准,并对其进行了整理,以帮助设计人员应对在实践中遇到的挑战。  最后,总结了标准之间的差异和要点。

 

  • 新设计应以国际标准 ISO 公制螺钉为基础。
  • 统一螺杆知识对于北美市场和航空航天领域至关重要。
  • 旧设备的维护也要考虑到惠特沃思螺钉等历史标准。
  • 螺纹角度(60° 或 55°)是决定兼容性的基本因素
  • 公制螺钉的螺距(毫米)和英制螺钉的峰值数(TPI)表示粗细。
  • 如果没有特殊原因,应选择粗粒螺丝,因为粗粒螺丝易于获取和处理。
  • 只有在需要高强度和抗振性时,才考虑使用细牙螺纹。
  • 细粒度螺钉性能高,但容易啃咬,而且价格昂贵。
  • 正确理解螺栓和螺母的强度分类和适当组合
  • 根据工作环境(负载、温度、腐蚀性)选择最合适的材料。
  • 了解 JIS 和 ANSI/ASME 等国家标准与 ISO 之间的关系。
  • 螺杆的选择基于强度、市场、成本和可用性。
  • 确保螺钉啮合长度至少为标称直径的 1 至 1.5 倍,以保证足够的强度。
  • 图纸应明确无误地显示标准、间距甚至强度分类。

 

上图