那顆螺栓上有五個牙距，既不是牙也不是光桿

文件是 ISO 4014:2022，扣件，六角頭螺栓，product grades A 與 B， 第五版，涵蓋鋼與不鏽鋼、公制粗牙 M1,6 到 M64。 它是半牙的那一種六角螺栓；全牙的那一種有自己的標準， 而那件事為什麼要緊，在這一頁後面會出現。

第一次減法：那是一張表，不是一個選擇

牙長 b 是由直徑決定的，不是設計者決定的； 公稱長度到 125 mm 為止，標準是這樣列的：

另外還有兩段：公稱長度介於 125 到 200 mm 有比較長的牙，超過 200 mm 再長一段。 所以在多數人工作的整個範圍裡，b 完全不隨長度移動。 125 mm 以下每多一毫米的螺栓，就是多一毫米的夾持長度，而那是圖面手上唯一的槓桿。 （本站順手核對：讀得到的 M2 到 M24，那些值剛好都是 2d + 6，第二段是 2d + 12。）

第二次減法：讓人意外的是這一個

拿一顆 M12、公稱長 50 mm 的螺栓。牙長是 30，所以最大夾持長度是 20。 多數人停在這裡，把 20 mm 當成可用的光桿。標準不是這樣算的。 最小光桿是夾持長度再減掉五個牙距，而 M12 粗牙的節距是 1,75， 五個牙距是 8,75，於是光桿是 11,25 mm。

那個數字不是本站算出來的。它就印在表上；本站的算術只是把它重做一次， 用來確認我們有沒有把那條關係式讀對：

拿最後一欄去對第三欄。M12 × 50 上，夾持長度裡將近一半不保證是全直徑； M10 × 45 上接近五分之二。 螺栓變長時，這個差距的絕對值不會縮小，因為五個牙距對同一個直徑是常數； 但它佔的比例會變小，而這正是為什麼「螺栓長一點」買得到可用的光桿，短的買不到。

有一件事要小心，因為很容易讀過頭。標準給的是那條關係式與那些數字； 它沒有說螺栓端部的不完全牙在物理上就是五個牙距長。 它說的是：你有資格算進去的那段光桿，比夾持長度短五個牙距。 把它當成一個被給予的保證，而不是對幾何形狀的描述。

還有第二個數字，讓這個區別值得留著。另一份標準把螺栓末端的不完全牙框在 兩個牙距，不是五個； 那是另一份文件裡的另一個陳述，推不出這一個，這一個也推不出它。

而長度短到某個點以下，這個零件就不存在了

那張表上最有用的東西是一句話而不是一個數字。 在短長度那個角落、也就是大直徑那幾欄本來會在的位置，標準印著 Fully threaded screws specified in ISO 4017。 這份文件裡沒有 40 mm 的半牙 M12。那些欄位從它們開始的地方開始： 我們讀到的那個區塊裡，M8 從 40 開始、M10 從 45、M12 從 50。

所以「要一顆很短的半牙螺栓會怎樣」是有答案的， 而答案不是你會拿到一顆只剩一絲光桿的螺栓。 答案是標準把你交給另一份標準裡的另一個零件，而那個零件完全沒有光桿。 買方會不會發現，完全取決於圖面有沒有講清楚它要的是哪一個。

而這正是那場剪力討論裡缺掉的那個數字

關於「牙在不在剪切面」的設計面，本站已經走過： 兩種接合型式不能互換；而在扣件真的承剪的情況下， 把沒有牙的光桿橫過那個平面，斷面比較大、也沒有牙底的應力集中， 這也是為什麼設計規範對這兩種情況給不同的容許值。 那一頁的結尾說：光桿長度是一個刻意的尺寸，不是剩下多少算多少。 它講的就是這個尺寸，而現在它有值了。

把兩邊合起來，那個設計步驟就變得具體。從零件決定夾持長度。 加上該直徑的牙長。然後，如果光桿必須橫過一個剪切面，再往上加五個牙距， 因為那是標準已經先減掉的。 漏掉第三步，就是一個接合最後讓端部的過渡段， 剛好坐在原本應該是斷面的位置上。

這些都不是在跟那一串爭。如果載重真的是純剪， 那則「用銷就好」的回覆是比較好的工程；本站也寫過 哪幾種銷的標準會公布剪力值、哪幾種不會， 以及那些銷需要的那個孔。 這裡要講的更窄：如果答案終究要是一顆螺栓， 那麼「這顆螺栓上真正在當銷用的有多少」是一個查得到的數字，而幾乎沒有人去查。

長度寫上圖面之前要定案的四件事

• 剪切面上要的是牙還是光桿？那是一個設計決定，兩者的容許值不同，不是細節
• 五個牙距加進去了嗎？如果光桿要做事，夾持長度加牙長是不夠的
• 這個長度落在哪一段？牙長在公稱 125 與 200 mm 各跳一次，跨過那一階的長度會拿到比下一段更長的牙
• 圖面有沒有寫「半牙」？低於表上最短的那個長度，標準指向的是全牙那個零件，而它沒有光桿可以爭

括號是這一族表格共同的習慣。公制螺紋的總表也用同樣的方式標了某些螺距， 而「粗」與「細」不帶任何品質意涵這句話，就寫在同一條裡。

這一篇屬於第 2 步，牙。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

一顆半牙螺栓實際上有多少光桿？

比「螺栓長度減掉牙長」還少。ISO 4014 給了兩條關係式：最大夾持長度是公稱長度減掉牙長，而最小光桿長度是那個夾持長度再減掉五個牙距。M12 × 50 的牙長是 30，所以夾持長度是 20 mm，而表列的最小光桿是 11,25 mm。同一張表給 M8 × 40 是 11,75 mm、M10 × 45 是 11,5 mm。

為什麼是五個牙距？

因為那是標準減掉的量，而它印的是關係式不是解釋。滾製螺紋末端的過渡不是一個乾淨的台階，所以夾持長度的最後一段不保證是全直徑。把那五個牙距讀成「你被給予的保證」，而不是「不完全牙的量測值」，因為標準給的是算術不是幾何。

螺栓的牙長可以自己選嗎？

在這份標準裡不行。牙長 b 是由直徑定的，而且公稱長度到 125 mm 為止它完全不隨長度改變：M8 是 22 mm、M10 是 26、M12 是 30、M16 是 38。另外有兩段比較長的，125 mm 以上與 200 mm 以上。所以在多數工作所在的範圍裡，要更多光桿的唯一辦法是更長的螺栓，而每多一毫米長度就是多一毫米夾持長度。

如果我訂一顆很短的半牙螺栓會怎樣？

標準就不再提供了。在尺寸表短長度那個角落，它印著「全牙螺絲規定於 ISO 4017」，那是另一份標準。我們讀到的那個區塊裡，欄位是從 M8 的 40 mm、M10 的 45、M12 的 50 開始的。低於那個長度，你拿到的是完全沒有光桿的另一個零件；如果圖面本來是靠光桿橫過剪切面而又沒有寫明，那就要緊了。

這對純受剪的螺栓有改變什麼嗎？

它改變的是你要指定什麼，不是螺栓做了什麼。剪切面上橫過的是牙還是光桿，是規範會分開處理的設計決定；而這一頁補上的是缺掉的那個數字：光桿實際上伸到多遠。如果光桿必須跨過那個平面，長度就要涵蓋夾持長度、牙長，再加上那五個牙距。如果載重真的是純剪，用銷可能是比較好的零件，那是另一個問題，有它自己的標準。

牙長的公式是 2d 加 6 嗎？

表列的值在讀得到的 M2 到 M24 全部剛好符合，而第二段符合 2d 加 12。那是本站在公布的表上做的算術，不是這份文件印出來的公式；而最小的 M1,6 表列是 9，那個式子算出來是 9,2。用表不要用式子，因為產品要符合的是表。

參考資料

• ISO 4014:2022 —— 扣件，六角頭螺栓，product grades A 與 B。第 1 條、第 4 條與尺寸表：牙長、兩條長度關係式，以及表列的最小光桿與最大夾持長度
• r/AskEngineers —— 這篇的起點，在問純受剪的螺栓需要多少螺紋咬合長度

ISO 4014:2022 讀的是公開預覽。那兩條關係式、牙長，以及表列的最小光桿與最大夾持長度都是該文件的；本站的算術只是拿來證明「公布的表」與「公布的關係式」互相吻合。長度表裡有兩列在我們的複本裡欄位錯位，沒有引用。本頁不給 ISO 4017 的任何尺寸——那是表所指向的全牙標準——也不給 ISO 888 的任何內容；這份標準把它列為公稱長度與牙長的來源。後補的更正：我們後來完整讀了 ISO 888 已作廢的第一版，寫在另一頁。本頁不採用其中任何數值，因為這一頁講的是 ISO 4014。那五個牙距被描述成「標準減掉的量」，不是「不完全牙的量測值」，因為文件給的是算術不是幾何。牙在剪切面上的設計處理，包括規範對兩種情況給的不同容許值，在本站先前的頁面上，這裡不重述。本頁不給任何肩螺栓或銷的數值，也不替來源討論串裡的情況推薦零件。