粗牙螺纹与细牙螺纹承载力对比及选型指南

一、核心结论

在相同公称直径下，粗牙螺纹的承载力大于细牙螺纹。这一结论基于以下关键因素：

1. 螺距与牙型差异：粗牙螺纹螺距大、牙型深，单牙受力面积更大，抗拉及抗剪强度更高。

2. 实验数据支持：细牙螺纹虽通过增加牙数分散载荷，但单牙强度较低，总承载力仍略低于粗牙螺纹。

3. 标准规范验证：美标AISC 360-16及国标GB均表明，粗牙螺纹在抗剪、抗拉承载力上更具优势。

二、详细分析

1. 螺距与牙型的影响

• 粗牙螺纹：

• 螺距大：相邻螺纹牙顶距离宽，牙型深（如M10粗牙螺距1.5mm），受力面积大。

• 强度高：能承受更大拉力及冲击力，适用于重载荷场景（如机械设备、建筑结构）。

• 细牙螺纹：

• 螺距小：牙数多，但单牙深度浅（如M10细牙螺距1.25mm），受力面积小。

• 分散载荷：通过增加接触点分散载荷，但单牙强度较低，总承载力受限。

2. 实验数据与标准对比

• 防松性能：细牙螺纹因螺距小、升角小，自锁性更优。实验显示，振动环境中细牙螺纹预紧力损失速度慢于粗牙螺纹。

• 抗剪强度：美标AISC 360-16规定，螺栓抗剪强度因螺纹存在而折减，但粗牙螺纹因牙深，折减后仍具更高抗剪承载力。

• 国标规范：GB/T 196-2003明确，粗牙螺纹为默认标准，其承载力设计值高于细牙螺纹。

3. 应用场景与实际表现

• 粗牙螺纹适用场景：

• 重载荷连接：如汽车变速器、风力发电设备等需要承受大拉力的场合。

• 频繁拆装：互换性好，成本低，适合需要经常维护的设备。

• 细牙螺纹适用场景：

• 高自锁需求：如航空航天、精密仪器等振动环境中的连接。

• 密封性要求：液压系统、管道连接等需防止泄漏的场合。

三、选型规划步骤

1. 明确需求

• 载荷类型：静载选粗牙，动载或需防松选细牙。

• 环境条件：高温、腐蚀环境需选耐候性材质（如不锈钢）。

• 精度要求：精密调整选细牙，一般连接选粗牙。

2. 参数对比

3. 标准与认证

• 国标（GB）：粗牙为默认标准，细牙需标注螺距（如M10×1.25）。

• 美标（UNC/UNF）：UNC为粗牙，UNF为细牙，抗剪强度折减需参考AISC 360-16。

• 材质选择：高强度场景选碳素钢（如30CrMnSiA），耐腐蚀场景选不锈钢（如Cr17Ni2）。

4. 实例验证

• 案例1：汽车变速器螺栓误用粗牙导致断裂（正确应选细牙高强度螺栓）。

• 案例2：管道密封选细牙螺纹，因牙数多有效防止泄漏，而粗牙螺纹易松动。

四、公司产品支持

江苏锦瑞金属制品有限公司
（专注高品质紧固件研发与制造）

• 产品系列：涵盖国标、德标、美标粗牙/细牙螺母，年产能2万吨。

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• 引进德国、日本全自动化生产线及光谱分析仪、盐雾试验机。

• 通过ISO9001、IATF16949认证，产品由中国人保承保全球责任险。

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