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输入计算

数学公式

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结果

螺旋总长度
1,884.96
单位与直径输入保持一致
平均直径 60
每圈径向间距(螺距) 4

什么是螺旋长度计算器?

螺旋长度计算器用于估算平面螺旋或盘卷材料的总展开长度——比如卷成圆盘的金属带材、盘绕的软管、卷盘上的胶带,或阿基米德螺线轨迹。只要输入外径、内径(卷芯直径)以及完整的圈数,它就能算出材料完全展开后的长度。本工具不限定单位:所有直径使用同一种单位(毫米、厘米、英寸等)输入即可,计算结果也会以相同单位呈现。

标注了外径和内径的阿基米德螺线
由外径、内径和圈数定义的阿基米德螺线。

使用方法

输入螺旋完全卷好后的外径,空心卷芯(即起卷点)的内径,以及材料在内外之间所绕的圈数。点击计算,即可得到总长度,同时还会显示平均直径以及每圈向外增加的径向间距(即螺距)。

公式解析

阿基米德螺线每绕一圈都按固定的量向外扩展。计算其长度时,可以把它近似看作一叠同心圆,这些圆的直径从内径到外径线性递增。平均圆的直径为 \((D_{外} + D_{内})/2\),共有 \(n\) 个这样的圆,于是得到:

$$L \approx \frac{\pi \cdot n}{2}\left(D_{外} + D_{内}\right)$$

这相当于 \(n\) 乘以平均周长。只要各圈间距均匀,且间距相对于直径足够小,该公式就非常精确。

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用同心圆近似的螺线,平均直径乘以圈数即得长度
该公式将螺线视为具有平均直径的同心圆叠加。

计算示例

假设一卷材料的外径为 100 毫米,内芯直径为 20 毫米,共 10 圈。那么 $$L \approx \frac{\pi \times 10}{2} \times (100 + 20) = 15.708 \times 120 \approx 1884.96 \text{ 毫米}$$ 约合 1.88 米材料。

常见问题

单位会影响结果吗?不会——只要保持一致即可。如果直径用英寸输入,长度就以英寸为单位。

结果准确吗?对于均匀卷绕的螺旋,它是非常接近的近似值。只有当每圈间距相对于直径偏大时,误差才会增大。

螺距(pitch)是什么?它是螺旋每绕一圈向外移动的径向距离:\((D_{外} - D_{内}) / (2 \cdot n)\)。

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