什麼是皮帶輪計算器?
皮帶輪計算器能算出兩個透過皮帶相連的皮帶輪之間的關係。它依據皮帶輪的基本定律 \(\text{D1} \times \text{N1} = \text{D2} \times \text{N2}\),其中 D 代表皮帶輪直徑,N 代表轉速(單位為 RPM)。主動輪(連接馬達)將動力傳給從動輪,兩者的直徑與轉速成反比:從動輪愈小轉得愈快,愈大則轉得愈慢。
使用方法
在主動輪直徑(D1)、主動輪轉速(N1)、從動輪直徑(D2)與從動輪轉速(N2)這四個數值中,輸入任意三個,把想求出的那一項留空(或填 0),計算器就會自動算出來。預設情況下,它會求解從動輪轉速 N2。此工具同時會顯示傳動比 \(\text{D1} / \text{D2}\),讓你一眼看出輸入與輸出轉速之間的倍率關係。
公式解析
由於皮帶以單一固定的線速度運轉,兩個皮帶輪的表面速度必須相等,因此得到比例式 $$\text{D1} \times \text{N1} = \text{D2} \times \text{N2}$$ 若要求出未知的從動輪轉速,可整理為:$$N2 = \frac{\text{D1} \times \text{N1}}{\text{D2}}$$ 同一條方程式也能移項,用來計算這四個數值中的任一個。
實例演算
假設一顆直徑 100 mm 的馬達皮帶輪以 1750 RPM 轉動,帶動一顆 200 mm 的皮帶輪。從動輪轉速為 $$N2 = \frac{100 \times 1750}{200} = \textbf{875 RPM}$$ 傳動比為 \(100 / 200 = 0.5\),代表輸出轉速只有輸入的一半,但扭力大約增為兩倍。
常見問題
皮帶輪的材質會有影響嗎?不會——這個關係只取決於直徑與轉速,與材質無關。
可以用半徑取代直徑嗎?可以,只要兩個皮帶輪都採用相同單位,算出的比值完全一樣。
那扭力呢?扭力與轉速成反比:如果從動輪大一倍,轉速會減半,但輸出的扭力大約變為兩倍(不計摩擦損耗)。