什麼是節圓直徑?
齒輪的節圓直徑(Pitch Diameter,簡稱 PD)是指兩個相互嚙合的齒輪在運轉時,彼此「滾動而不打滑」的那個假想節圓的直徑。它是齒輪設計中最關鍵的尺寸之一,因為中心距、齒數比與齒形比例全都以它為基準。本計算器可由正齒輪的齒數與徑節,求出其節圓直徑。
如何使用本計算器
輸入齒輪的齒數(N)與徑節(P),徑節的單位為「每英吋齒數(teeth per inch)」。計算器會立即回傳以英吋為單位的節圓直徑,並一併算出圓節。徑節是英制中常用來表示齒形大小的指標——P 值越大,代表齒越小、越細密。
公式說明
兩者的關係相當單純:
$$D = \frac{N}{P}$$其中 \(D\) 為節圓直徑、\(N\) 為齒數、\(P\) 為徑節。由於徑節描述的是「每英吋節圓直徑可容納多少齒」,因此將總齒數除以 \(P\),便能直接得出這些齒所佔的直徑。
實際範例
假設一個正齒輪有 40 齒,徑節為 10 齒/英吋。則
$$D = \frac{40}{10} = 4 \text{ 英吋}$$圓節為
$$p = \frac{\pi}{P} = \frac{3.14159}{10} \approx 0.3142 \text{ 英吋}$$也就是沿著節圓量測時,相鄰兩齒之間的弧長距離。
常見問題
徑節(diametral pitch)是什麼?它是每英吋節圓直徑所對應的齒數,是英制中表示齒輪齒形大小的標準化方式。
它和模數(module)有什麼關係?在公制設計中,模數 \(m = \frac{D}{N}\)。徑節與模數互為倒數關係(\(P \approx \frac{25.4}{m}\))。台灣與大多數採用公制的地區,工程上通常以模數而非徑節來標示齒輪。
這對任何齒輪類型都適用嗎?\(D = \frac{N}{P}\) 此公式適用於採用徑節制標準的正齒輪與螺旋齒輪。