プーリー計算機とは?
プーリー計算機は、ベルトでつながれた2つのプーリー(滑車・プーリ)の関係を求めるツールです。計算の土台となるのは基本式 \(\text{D1} \times \text{N1} = \text{D2} \times \text{N2}\)。ここでDはプーリーの直径、Nは1分あたりの回転数(RPM)を表します。モーターに直結した原動側プーリー(ドライバー)が従動側プーリー(ドリブン)へ動力を伝え、両者の直径と回転数は反比例の関係になります。従動側が小さいほど速く回転し、大きいほど遅く回転するわけです。
使い方
4つの値、すなわち原動側直径(D1)、原動側回転数(N1)、従動側直径(D2)、従動側回転数(N2)のうち、3つを入力してください。求めたい値の欄は空欄(またはゼロ)のままにすると、計算機が自動的に算出します。初期設定では従動側回転数N2を求めます。あわせて速度比 \(\text{D1} \div \text{D2}\) も表示され、入力側と出力側の回転数がどれだけ増減するか(倍率)が一目でわかります。
計算式のしくみ
ベルトは一定の直線速度で動くため、両方のプーリーの外周速度(表面速度)は必ず一致します。この条件から比例式 $$\text{D1} \times \text{N1} = \text{D2} \times \text{N2}$$ が成り立ちます。未知の従動側回転数を求めるよう変形すると \(\text{N2} = (\text{D1} \times \text{N1}) \div \text{D2}\) となります。同じ式を組み替えれば、4つのうちどの値でも求めることができます。
計算例
直径100mmのモーター側プーリーが1750RPMで回転し、200mmのプーリーを駆動するとします。従動側回転数は $$\text{N2} = (100 \times 1750) \div 200 = 875\,\text{RPM}$$ となります。速度比は \(100 \div 200 = 0.5\)。つまり出力側は入力側の半分の速さで回転する一方、トルクはおよそ2倍になります。
よくある質問(FAQ)
プーリーの材質は計算に影響しますか? いいえ。この関係式は直径と回転数のみで決まり、材質には左右されません。
直径の代わりに半径を使ってもよいですか? はい。両方のプーリーで同じ単位を一貫して使えば、求まる比は同じになります。
トルクはどうなりますか? トルクは回転数と反比例します。従動側が2倍大きければ回転は半分になりますが、トルクはおよそ2倍になります(摩擦による損失は無視した場合)。