ギア比RPM計算ツールとは?
このツールは、噛み合う2つのギア間の入力回転数とギア比をもとに、被動シャフトの出力回転数(RPM)を計算します。ギア比が1より大きい場合(減速)は出力が遅くなりトルクが増加し、1より小さい場合(オーバードライブ)は出力が速くなります。ギアボックス、トランスミッション、プーリー、チェーンドライブなど、あらゆるギア機構に共通して使える計算式です。
使い方
入力回転数(例:エンジンやモーターの回転数)をRPMで入力し、続いてギア比を「被動側:駆動側」の比率で入力します。たとえば「3.5:1」と表記されたギア比なら、単純に「3.5」と入力すればOKです。計算結果として出力回転数がRPMで表示されます。
計算式の解説
計算式はとてもシンプルです:出力RPM = 入力RPM ÷ ギア比。
$$\text{出力速度 (RPM)} = \frac{\text{入力速度 (RPM)}}{\text{ギア比}}$$ギア比は回転速度を増減させる係数なので、入力回転数をギア比で割れば出力回転数が求められます。3つの値のうち2つがわかっていれば、式を変形して残りの1つを求めることも可能です。
計算例
モーターが3,000RPMで回転し、減速比3.5:1のギアボックスを駆動するとします。このときの出力回転数は $$3{,}000 \div 3.5 = 857.14\ \text{RPM}$$ となります。出力シャフトはモーターより遅く回転し、その分トルクが大きくなります(速度をトルクと引き換えにしている状態です)。
よくある質問
「2:1」のギア比とはどういう意味ですか? 出力が1回転する間に入力が2回転する必要があるという意味で、出力回転数は半分になります。
ギア比が1未満になることはありますか? はい。1未満のギア比はオーバードライブと呼ばれ、出力が入力よりも速く回転します。
トルクも変化しますか? はい。トルクは回転速度に反比例します。そのため、速度が半分になる減速では、トルクはおよそ2倍になります(損失を無視した場合)。