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數學公式

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結果

節圓直徑
4
英吋
圓節 0.3142 in
公式 D = N / P

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。

正齒輪剖面圖,顯示外齒頂圓與齒根圓之間的節圓直徑
節圓直徑在節圓上量測,節圓位於齒輪的齒頂圓與齒根圓之間。

如何使用本計算器

輸入齒輪的齒數(N)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。

圖示節圓直徑等於齒數除以徑節
節圓直徑 \(D\) 由齒數 \(N\) 除以徑節 \(P\) 求得。

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。

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