公差表上沒有「牙距」那一欄
結論先講:你沒有漏看一頁。 一般用途的 ISO 螺紋公差系統給大徑、中徑、小徑三組極限, 沒有給牙距。那是刻意的。牙距誤差會不會讓兩個件裝不起來, 是在另一個地方被檢查的——作用中徑, 也正是 GO 規讀的那個東西。
表上實際有什麼
翻開 ISO 965-1 找那一欄。大徑、中徑、小徑——三組極限,各管一個。 沒有牙距,沒有牙側角。很多人以為自己拿錯文件了。
文件沒拿錯。這套系統有在管那些偏差,只是它 管的是效果,不是一項一項管。
負責吸收的那個量
ISO 965-1 不自己定義詞彙,它整套採用 ISO 5408。 那裡的正式名稱是 virtual pitch diameter, 並列 functional diameter 為同義詞, ISO 5408 附錄 B 給的中文對應是作用中徑。 (不是「有效節徑」——那是常見的意譯,不是標準的用語。)
ISO 5408 另外定義了 pitch diameter equivalent: 由牙距、導程與/或牙側角偏差造成的 functional diameter 變化。 這些當量是代數相加的,外螺紋為正、內螺紋為負。 相加的結果就是必須留在最大實體極限之內的那個東西。
關於你會看到被引用的那個數字。 把牙距誤差換算成直徑用的係數 1.732(也就是 cot 30°) 被廣泛引用。我們在 ISO 965、ISO 5408、 ISO 1502 裡都沒有找到它。 ISO 5408 把那個當量定義成一個概念,並沒有印出計算式。 請把這個係數當成現場的算法,而不是標準的規定; 如果一張圖面的判定要靠它,把計算方式談定,不要假設。
那個很誘人的簡化,以及它為什麼是錯的
把上面這些總結成「牙距誤差其實就是節徑誤差」非常容易。 我們原本也想這樣寫。它不成立。
ISO 5408 把 pitch deviation、flank-angle deviation 與 pitch diameter equivalent 定義成三個不同的東西。 一支牙距有誤差的螺紋,它的牙距就是有誤差,那是關於這個零件的 一個獨立的幾何事實。真正成立的說法窄得多,也有意思得多: 那些偏差「妨礙裝配」的程度,可以表示成某一個直徑的變化—— 而標準選擇去管那個效果,不去一條一條立法管每個成因。
這是一個值得偷走的設計態度。當好幾種獨立的誤差都在吃同一個東西時, 你可以替每一種寫一個公差,也可以找出它們共同在吃的那個東西、 把公差下在那裡。後者的數字比較少,而且更貼近真正要緊的事。
現在量規就說得通了
這就是為什麼螺紋量規是成對的、而且兩支長得不一樣, 那不是隨便決定的。ISO 1502 要求量規儘可能符合 泰勒原則。
這條原理有一個很實際的用處:判別一顆不知道是公制還是英制的螺絲。 #10-32 與 M5×0.8 的牙距每牙只差 0.006 mm, 小到卡尺和手持牙距規都不可靠——但那個差會以作用中徑的形式出現, 所以指定代號的通止規分得出來,而卡尺分不出來。
- GO 規是完整牙側,檢查的是作用中徑—— 牙距、牙側角與形狀偏差合起來的效果。零件收得下它,零件就裝得起來。
- NO-GO 規是截短牙側,檢查的是少料端的 實際中徑,讓牙距誤差不會干擾這個讀值。
有兩個細節值得知道,因為它們都是「乾淨的說法比標準本身乾淨」的地方:
量規不要求「全長」。 GO 規的螺紋長度只需要至少是工件旋合長度的 80%; 要求的是使用時工件必須通過它的整段螺紋。
NO-GO 那一側只是「近似」符合泰勒原則。 塞規至少三牙,允許旋入不超過兩圈;環規同樣最多兩圈。 嚴格照原則應該一圈都不能進,而 ISO 1502 自己就寫了那是近似符合。
牙距在哪裡確實有自己的公差
這個「沒有」只針對一般用途的工件系統,不是全面的。
- 精密螺紋。ISO 965-1 明說精密螺紋可能需要 另外管牙距、牙側角、圓度等,由產品文件另訂。 需要就自己標——標準只是沒有替你猜。
- 量規本身。ISO 1502 第 12 章給了量規的 牙側角與牙距公差,以角分表示。 量測工具被管得比工件嚴。
- 磨牙絲攻。ISO 2857 直接列了牙距公差。
所以規則是: 一般用途的扣件,它的裝配能力被當成一個數字來檢查; 而所有為了讓那件事成立所必須夠準的東西,都在別的地方被管得更嚴。
它在哪個位置
螺紋代號裡那些字母與數字實際上在編列什麼預算,寫在 螺紋公差等級—— 同一個想法:一條公差帶是一份預算,好幾種不同的東西從它裡面扣。 同樣的組織方式用在單純的直徑上長什麼樣,見 同一個孔,三種軸。 整個決策順序見 指定一顆螺絲。
參考資料
- ISO 965-1:2026 —— 公制螺紋公差(大徑、中徑、小徑極限;精密螺紋的註記)
- ISO 5408:2009 —— 螺紋詞彙(virtual pitch diameter、functional diameter、pitch diameter equivalent;附錄 B 給中文對應)
- ISO 1502:1996 —— 量規(泰勒原則、GO 與 NO-GO 的構造、量規的牙距與牙側角公差)
- ISO 2857 —— 磨牙絲攻:牙距公差
- 〈Is the tolerance of pitch of a thread standardised?〉,Engineering Stack Exchange
本頁說明的是這套系統怎麼組織起來的。 任何特定零件的驗收,由你的圖面與圖面引用的標準決定。
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
ISO 965 有沒有管牙距公差?
沒有單獨的一欄。ISO 965-1 只給大徑、中徑、小徑的極限。牙距與牙側角的偏差,是透過它們對作用中徑的效果來管的,而那正是 GO 規在檢查的東西。ISO 965-1 有註明精密螺紋可能需要在產品文件裡另外管牙距與牙側角。
什麼是作用中徑?
ISO 5408 用的術語是 virtual pitch diameter,同義詞是 functional diameter,附錄 B 的中文對應是作用中徑。它反映的是妨礙裝配的合成效果。ISO 5408 另外定義 pitch diameter equivalent:由牙距、導程與牙側角偏差造成的 functional diameter 變化。這些當量代數相加,外螺紋為正、內螺紋為負。
牙距誤差是不是就等於節徑誤差?
不是。ISO 5408 把 pitch deviation、flank-angle deviation 與 pitch diameter equivalent 定義成三個不同的東西。可以表示成單一直徑變化的,是那些偏差「妨礙裝配」的程度,不是偏差本身。標準管的是效果,不是一條一條立法管每個成因。
NO-GO 規為什麼是截短牙?
為了讓它讀到實際中徑而不被牙距誤差干擾。GO 規是完整牙側,讀的是作用中徑,包含牙距、牙側角與形狀合起來的效果。ISO 1502 要求量規儘可能符合泰勒原則,並註明 NO-GO 那一側只是近似符合:塞規允許旋入不超過兩圈。
1.732 那個係數是哪裡來的?
它被廣泛引用於把牙距誤差換算成直徑,是 60 度全角之半的餘切。我們在 ISO 965、ISO 5408、ISO 1502 裡都沒有找到它。ISO 5408 把那個當量定義成一個概念,沒有印出計算式。請把它當成現場的算法而不是標準的規定;如果一張圖面的判定要靠它,把計算方式談定,不要假設。
詢價
如果一張圖面要求牙距另外管制,那跟平常的 GO/NO-GO 是不同的檢驗, 應該進到報價裡。把那個標註寄過來,我們會告訴你它意味著什麼。