外螺紋與內螺紋的大徑、小徑位置相反

# 電纜密封接頭螺紋幾何：量規檢測前應測量什麼 > Source: https://chinacableglands.com/zh-hant/blog/cable-entry-thread-geometry-gauging/ > Language: zh-Hant > Publisher: 倍拓電纜接頭 > Author: Henry Xu > Published: 2026-10-22 > Updated: 2026-10-23 判讀電纜引入螺紋直徑，計算公制基本幾何與螺旋角，並區分這些計算結果與公差及量規驗收判定。

電纜引入螺紋幾何從三種直徑及螺紋的三種不同觀察角度開始。大徑、螺紋節徑與小徑描述徑向形狀。螺距與導程分別描述軸向間距與前進量。牙型角、螺旋角及錐角各自描述不同關係；即使單位看似正確，彼此替代仍會得到錯誤答案。

我的起點是圖面：先標出這些量，再只計算圖面實際定義的幾何尺寸。你可用以下方法判讀電纜引入口，或與供應商討論量測結果。計算所得的基本尺寸不會設定製造界限、選定鑽頭，也不會核准配接組件。

測量前先定位三種直徑

外螺紋的大徑通過牙頂，小徑通過牙底。內螺紋的較大大徑通過牙底；較小小徑則通過朝內的牙頂。有人未指出測量特徵就報告「內徑」時，這種相反關係尤其重要。

螺紋節徑對應於位於兩者之間的假想參考表面。理想對稱螺紋在該表面上，牙厚與相鄰牙槽空間相等。美國國家標準局螺紋術語（第 13–14 頁）區分這些直徑、螺距、導程與角度。此處採用其幾何定義；不採用其中歷史性的製造界限。

外螺紋與內螺紋的軸向半剖面，標出相對於螺紋軸線的大徑、螺紋節徑與小徑參考表面。

量測外螺紋牙頂直徑可提供有用證據，但無法得知螺紋節徑。同樣地，量測內螺紋可見的入口，可能量到倒角而非完整牙頂。將數值與圖面比較前，請先確認量測平面與表面。

請將四種紀錄分開：基本尺寸是理論參考；規定尺寸界限定義允許的變異；量測結果描述具有不確定度的特定零件；單純面板開孔則是另一項安裝特徵。入口孔尺寸選型指南說明最後一項。

計算公制基本牙型

對 ISO 公制 60° 基本牙型，令公稱大徑為 $d=D$ ，軸向螺距為 $P$ ，單位均為毫米。基本尖頂三角形高度為 $H$ 。其截平部分可推得基本螺紋節徑 $d_2$ 與 $D_2$ ，以及基本內螺紋小徑 $D_1$ ：

H=\frac{\sqrt{3}}{2}P,\qquad d_2=D_2=d-\frac{3}{4}H,\qquad D_1=d-\frac{5}{4}H

Union College 的機械設計講義第 9 張投影片，展示 60° 三角形及其徑向分段。將相關徑向偏移量乘以 2，即可得到上述直徑差。量產數值仍須依據主控圖面與受控標準。

以我們的計算範例而言，公稱直徑 20 mm、螺距 1.5 mm 時，結果如下：

量值	計算所得基本值	意義
基本尖頂三角形高度	1.299038 mm	牙型截平前的高度
螺紋節徑	19.025721 mm	牙頂與牙底之間的基本參考直徑
內螺紋小徑	18.376202 mm	通過內螺紋牙頂的基本直徑
基本徑向嚙合高度	0.811899 mm	基本尖頂三角形高度的八分之五

多列幾位小數是為了重現算術結果；這不代表具備相應的量測能力或檢驗公差。尤其要注意，18.376202 mm 並非製成品外螺紋牙底直徑。外螺紋牙底設計、半徑、公差、塗層及適用界限都需要各自的規格。

工具螺紋與引入口幾何公制螺紋基本直徑輸入指定的公制 60 度公稱直徑與螺距。D1 是基本內螺紋小徑；實際公差、外螺紋牙底及量規檢驗要求須另行套用。H = √3P/2; d₂ = D₂ = d − 3H/4; D₁ = d − 5H/4公稱基本大徑軸向螺距開啟計算器

同理，計算出的內螺紋小徑不是鑽孔指示。加工程序需要其允許的成品尺寸、材料、刀具與方法。基本幾何只提供參考，並非完整製程。

區分牙型角、螺旋角與錐角

牙型全角是在軸向剖面觀察的角度。上述公制基本牙型為 60°，每個對稱牙側與垂直於螺紋軸線的直線成 30°。螺旋角描述螺紋如何繞著參考圓柱面旋繞。錐角描述參考直徑沿軸線如何變化。

每個角度都須標明其參考線。相對於軸線量得的角度，與相對於垂直於軸線之平面量得的角度互為餘角，因此未加說明的「螺紋角」可能造成很大的表面差異。

螺距是相鄰對應牙型之間的軸向間距。導程 $L$ 是單一螺旋線完整旋轉一圈時的前進量。若起始線數為 $n$ ：

L=nP,\qquad \lambda=\tan^{-1}\left(\frac{L}{\pi D_m}\right)

其中 $D_m$ 是指定的平均直徑或螺紋節徑，單位與 $L$ 相同； $\lambda$ 是相對於垂直於軸線之平面的角度。展開參考圓柱面後會形成一直角三角形：圓周長是水平邊，導程是升高量。此幾何構造是該方程式的推導基礎。

以範例的基本螺紋節徑計算，單線螺紋的導程為 1.5 mm，角度約 1.438°。假設採用相同螺距及參考直徑的雙線螺紋，其導程為 3.0 mm，角度約 2.873°。第二項結果僅供比較，並非主張標準 M20 電纜引入零件具有兩條起始線。請依實際圖面確認起始線數。

判讀錐度、牙底與不完整螺紋區域

若指定直徑變化 $\Delta D$ 發生於軸向距離 $\ell$ 內，直徑錐度即為 $\Delta D/\ell$ 。相應的錐體半角為 $\tan^{-1}(\Delta D/(2\ell))$ 。因為錐角取決於半徑而非直徑的變化，所以公式會除以 2。

以幾何為例，直徑在 8.0 mm 軸向距離內變化 0.50 mm，形成 1:16 的直徑錐度，半角約為 1.790°。這不能用來識別螺紋系列。實際介面仍須以牙型、螺距、參考平面、尺寸界限及量規檢驗方式加以區分。

牙底是相鄰螺紋牙側之間的谷底。螺紋收尾是完整牙型終止處的過渡區。退刀槽是刻意加工出的退讓區域，通常用來提供刀具或配接零件所需的間隙。請分別標出最後一個完整牙型及肩部：零件端部距離可能大於可用的完整牙型螺紋長度。

如果電纜引入口在肩部尚未貼合前就停止旋入，這項區分就很實際。判定直徑錯誤之前，請比較外螺紋收尾、內螺紋深度、倒角及肩部間隙。M20 螺距指南說明螺距不一致所造成的另一種現象。

選擇能回答問題的量測方法

待測特徵與驗收規則決定應使用哪種儀器；不同的「螺紋檢查」回答的是不同問題。

檢驗工作台上有電纜密封接頭外螺紋、獨立的內螺紋環件及放大鏡 — 外露的引入螺紋與螺紋環件旁放著放大鏡，可供檢查表面。

方法	可回答的問題	仍有的限制
卡尺	可接近的牙頂直徑是否與候選尺寸相符？	無法確認完整的功能性螺紋牙型
螺距規	間距是否近似指定螺距？	無法確認公差等級或導程精度
螺紋塞規	內螺紋是否符合指定的量規檢驗準則？	須使用正確的標準、尺寸、等級及程序
螺紋環規	外螺紋是否符合其量規檢驗準則？	須依據相應的外螺紋驗收基準
牙型輪廓或座標量測	各項已定義幾何尺寸的結果為何？	須具備合適的探測、對準及不確定度評估

ISO 1502:1996 涵蓋通用公制螺紋的量規與量規檢驗。ISO 965-1:2026 涵蓋其公差系統。這些工作與計算基本牙型不同。NIST 的螺紋節徑量測論文也指出使用 CMM 量測螺紋時的複雜性與不確定度。

可重現的結果須記錄圖面版次、量規識別及校正狀態、零件為成品或尚未完成的狀態、清潔狀態、相關溫度條件，以及所採用的驗收程序。對於採用不同規則的螺紋系列，不要套用通用的 NO-GO 規允許旋入圈數。

結論：幾何尺寸須連同其參考基準

定位大徑、螺紋節徑與小徑表面，為我們判讀電纜引入螺紋提供起點；軸向螺距與導程則應和牙型角、螺旋角及錐角分開。公制範例展示公稱直徑與螺距如何產生基本參考值，包括名稱必須保持正確的內螺紋小徑。

用這些數值判定零件前，請回到圖面的尺寸界限及量測方法。除了直徑，也要檢查實際牙底、完整螺紋長度、螺紋收尾及肩部。這樣的計算可協助溝通，而配合、密封及組裝驗收仍須依據指定證據判定。

常見問題

螺紋節徑是大徑與小徑的平均值嗎？

通常不是。它由螺紋的參考幾何形狀定義，不能任意將兩個量測直徑取平均。牙頂截短、牙底形狀及公差都會影響它。我在計算螺旋角時會使用指定的螺紋節徑或有依據的參考直徑，並記錄實際代入的值。

公制計算器會算出外螺紋牙底直徑嗎？

不會。其小徑輸出是基本內螺紋小徑 D1。製成的外螺紋牙底另有自身的牙型與尺寸界限。即使舊參考圖沿用基本牙型標示，我仍會在對照計算值與圖面或量測結果時，把這些尺寸分開。

相同螺距的螺紋為什麼會有不同的導程角？

多線螺紋每旋轉一圈的導程，是螺距乘以起始線數。參考直徑也會改變該圈的周長。因此，導程與直徑都會影響角度。計算結果必須同時標示起始線數與參考表面。

螺距規能取代螺紋塞規或環規嗎？

不能。螺距規可協助辨識間距。適用的塞規或環規則針對指定螺紋評估不同的驗收條件。需要判定符合性時，我會使用正確的量規與程序，並確認指定的零件狀態及最新校正紀錄。

來源與技術參考資料

Union College —《MER419 機械設計：接合用緊固件，公制牙型第 9 張投影片》，查閱日期：2026-10-22。
美國國家標準局 —《國家螺紋委員會報告》，術語第 13–14 頁，查閱日期：2026-10-22。
ISO 1502:1996 — ISO 通用公制螺紋：量規與量規檢驗，查閱日期：2026-10-22。
ISO 965-1:2026 — ISO 通用公制螺紋：公差原則，查閱日期：2026-10-22。
NIST —《使用 CMM 量測螺紋量規的螺紋節徑》，查閱日期：2026-10-22。