同一個直徑為什麼有不只一種牙距

先看這個選擇本身

M8 不管配哪一種牙距，公稱直徑都是 8 mm。 變的是轉一圈前進多少：粗牙 1.25 mm，細牙 1.0 或 0.75 mm。 節徑、小徑與牙深都會跟著動——下面那些數字之所以是那樣，正是因為它們會動。

每個直徑列一種粗牙，以及一種或多種細牙。 ISO 261 把粗牙系列定義為各直徑目前實務上使用的最大牙距， 它並沒有規定粗牙是預設值——粗牙通常會贏的理由是下面推出來的，不是標準寫的。

螺絲那一側：細牙確實稍微強一點

拉伸能力來自應力面積，它由節徑與小徑算出，不是公稱的 8 mm。 牙距越細，牙溝挖得越淺，那兩個直徑就都比較大，面積也比較大。

是真的，值得知道，但只有個位數百分比。 需要比這更多的接合，要的是更大的直徑或更高的等級，不是換牙距。

母牙那一側：牙距會抵消，而這裡最容易搞錯

直覺的講法是：牙距越細，同樣深度的孔裡塞進越多圈牙， 要剪斷的金屬越多，所以母牙越強。 這個論證是錯的，而且錯得很有教育意義。

內牙的標準幾何剪切面積是 A = π·L_e·d·[0.5 + (0.57735/P)(d − d₂)]。 而 ISO 基本牙型裡 d − d₂ = 0.649519 P， 所以括號裡的牙距與括號外的牙距互相抵消：

這裡要澄清一件事，因為常見來源看起來跟上面相反。 它們說細牙「在拉伸與剪切上都比較強」，但它們並不是在反駁上面的結果—— 它們講的是另一種失效。它們的剪切是螺絲被橫向切斷， 所以才會歸因到小徑。剝牙則是內牙沿著一個圓柱被推掉。 有一份同業的頁面把這個區分寫得很明白： 它在同一頁把「抗剝牙較好」列為粗牙的優點， 把「拉伸與剪切較強」列為細牙的優點。

細牙到底贏哪一種，取決於剪切面落在哪裡，而各套規範採用的面積並不一致。 Eurocode 3 在剪切面穿過螺紋時用拉伸應力面積，對細牙約值 7%； 穿過無牙桿部時用全斷面，細牙沒有優勢。 AISC 以名義無牙桿部面積計算，螺紋是否在剪切面改用容許應力處理，牙距同樣買不到東西。 VDI 2230 則依剪切面位置選用對應直徑。 所以：螺栓橫向剪切上細牙有時有優勢、有時沒有； 而剝牙那一側，基本牙型的幾何剪切面積每一種牙距都一樣。

這是基本牙型下的結果。完整計算要用極限尺寸而不是基本尺寸， 那會透過公差等級重新引入與牙距有關的項； 而真實的剝牙強度還取決於兩種材料的相對強度、螺帽脹開、 以及讓第一圈牙承受大部分負載的不均勻分配。 這些都不會還原成「越細越強」那條簡單規則。 嚙合長度怎麼定，見牙的嚙合長度； 螺絲其餘部分在做什麼，見長度與夾持； 實際滑牙時哪一側先壞，見滑牙。

那到底是什麼在決定牙距

如果強度在一側只有幾個百分點、在另一側是零， 那牙距就是由製造與使用條件決定的——而那些條件是真的兩邊都有理。

鍍層那一條，正確的講法

留給鍍層的空間不是所有牙距共用的一份固定間隙。 它由公差位置決定——6g 裡的那個字母—— 那個字母刻意把公差帶放在基本尺寸下方；帶寬則由等級決定。 鍍完之後的牙仍然不能超過最大實體邊界。

牙距是間接進來的：ISO 系統的公差本來就隨牙距放大， 所以粗牙的公差帶在絕對值上比較寬，能運用的絕對空間比較多。 這是真的優勢，但機制跟一般說法不同。 見牙的公差等級在說什麼與裕度用完的時候。

振動那一條，把數字附上

常聽到細牙比較抗鬆，因為螺旋角比較淺。角度是 M8×1.25 3.17°、 M8×1 2.48°。 但那算不算自鎖要看摩擦，而這條說法通常把摩擦省略掉了： 60° 牙的等效摩擦角是 arctan(μ/cos 30°)， μ = 0.04 時是 2.6°，μ = 0.05 時是 3.3°。

它在決策順序裡的位置

牙距屬於第二步，因為它跟著母牙那一側走，而母牙在第一步就定了。 要在線上攻牙的鑄件，或自己撐不住一條牙的塑膠柱，通常會偏向粗牙——理由是攻牙與耐損傷—— 是通常，不是一定，因為硬母材或淺壁厚會把答案拉向另一邊， 而這兩件事是會同時出現的。

不該由載荷單獨決定，也不該由圈數決定。 細牙在接合的一側只買到個位數百分比，在基本牙型下另一側是零， 所以單靠它很少足以救回一個勉強的設計。 會動的槓桿是直徑、強度等級與嚙合長度。 見強度等級的數字在說什麼與完整的決策順序。

再往上一層，「有幾條線」這個問題的答案形狀也一樣——以及為什麼答案幾乎永遠是一條。

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

細牙比粗牙強嗎？

在螺絲上是的，常見尺寸的應力面積多大約 6% 到 9%。但在母牙那一側，牙距在基本剝牙幾何裡會抵消，在那個模型下沒有增益；改用極限尺寸會回來一個隨公差組合而定的小差異，方向兩邊都有可能。這不是一根值得為了強度去拉的槓桿。

牙距細一點，孔裡不是有更多金屬可以剪嗎？

圈數是變多了，但每一圈同比例變薄，兩個效應在基本牙型下剛好抵消。幾何剪切面積是 0.875 乘以 π 乘以嚙合長度乘以直徑，與牙距無關。

粗牙絲攻是不是因為芯比較粗所以比較不會斷？

至少不是這個理由。M8×1 的基本小徑是 6.77 mm，M8×1.25 是 6.47 mm，細牙那側的未開槽包絡比較大，但開了排屑槽之後那不等於絲攻的芯。芯部截面確實影響扭轉剛性，切屑量、每齒扭矩、孔深與潤滑也都影響，而我們沒有找到把這些固定住的比較數據。

細牙能抗振動鬆脫嗎？

只在邊際上。螺旋角是 3.17 度與 2.48 度，而摩擦係數 0.04 時等效摩擦角約 2.6 度，所以低摩擦下粗牙的自鎖餘裕很小。實際使用中的鬆脫是橫向滑動把預力放掉，淺一點的螺旋角處理不了那件事。

什麼時候該指定細牙？

壁厚或螺帽高度不足以容納足夠圈數的粗牙時、用每圈行程做調整時、NASA 對硬材料與薄壁建議特細牙的情況、或乾淨的機械加工組合。其他情況粗牙是比較安全的預設。