節圓直徑計算器

根據模數、齒數及壓力角,計算正齒輪的節圓、齒頂圓、齒根圓、基圓直徑與圓周節距。

公制正齒輪尺寸
本計算器採用標準全齒高漸開線齒形比例,不考慮轉位。

關於節圓直徑計算器

節圓直徑是描述嚙合齒輪理論上無滑動滾動關係的假想圓直徑。它是正齒輪設計的核心尺寸之一,因為中心距、速比及齒間距都與節圓相關。實體齒輪在齒頂有齒頂圓直徑,在齒槽底部有較小的齒根圓直徑,而節圓位於這兩個可見邊界之間。 對於公制正齒輪,節圓直徑等於模數乘以齒數。模數以每齒對應的節圓直徑毫米數表示齒的大小,因此嚙合齒輪通常必須使用相同的模數及壓力角。計算器也以圓周率乘以模數求得圓周節距。圓周節距是沿節圓從一個齒到下一個齒對應點的距離;在未做背隙修正前,將其大致減半即可得到節圓上的標準齒厚。 顯示的齒頂圓直徑採用常見的全齒高標準關係,即模數乘以齒數加二後的值。齒根圓直徑則為模數乘以齒數減去二點五後的值,對應一個模數的齒冠高及 1.25 個模數的齒根高。基圓直徑等於節圓直徑乘以壓力角的餘弦。漸開線齒形由此基圓產生,所以壓力角雖然不改變節圓直徑本身,仍然相當重要。 這些公式適用於無轉位的標準外嚙合正齒輪。轉位、非標準齒冠高、內齒輪、螺旋齒輪、背隙調整、凸角刀具及齒頂修整都需要額外計算。齒數較少時,若未使用適當壓力角或正轉位,也可能發生根切。因此,顯示的齒根圓直徑是公稱設計值,不能取代實際刀具幾何或製造圖面。 本計算器適合初步配置、中心距核算、課堂習題及快速核對型錄資料。兩個外嚙合齒輪的公稱中心距等於節圓直徑總和的一半,而轉速比是齒數比的倒數。最終生產應遵循相關 ISO、AGMA、DIN 或公司標準,並納入公差、精度等級、材料、熱處理、齒寬、負載能力、潤滑及檢驗要求。

節圓直徑範例

齒輪輸入參數節圓直徑相關尺寸
模數 2.5,40 齒,壓力角 20 度100.00 mm齒頂圓直徑為 105.00 mm,基圓直徑為 93.97 mm。
模數 3,20 齒,壓力角 20 度60.00 mm齒頂圓直徑為 66.00 mm,圓周節距為 9.42 mm。
模數 1.5,60 齒,壓力角 20 度90.00 mm標準齒根圓直徑為 86.25 mm。

如何計算節圓直徑

  1. 找出齒輪組規定的公制模數。
  2. 輸入齒輪的整數齒數。
  3. 輸入標準壓力角,通常為 20 度。
  4. 選取「計算齒輪」,查看節圓、齒頂圓、齒根圓及基圓直徑。
  5. 確認嚙合齒輪使用相容的模數及壓力角。

節圓直徑計算器常見問題

什麼是齒輪節圓直徑?

它是用來描述嚙合齒輪滾動接觸的理論節圓直徑,決定公稱中心距,並與模數及齒數直接相關。

如何計算中心距?

對於兩個標準外嚙合正齒輪,將節圓直徑相加後除以二。轉位與運轉背隙可能改變工作中心距。

什麼是模數?

模數等於節圓直徑除以齒數,單位為毫米。嚙合的公制齒輪通常需要相同模數。

為什麼基圓直徑小於節圓直徑?

漸開線齒形從基圓開始,其直徑等於節圓直徑乘以壓力角的餘弦。因此,正壓力角會讓基圓較小。

這些公式能用於螺旋齒輪嗎?

不能直接套用,除非模數及齒數已依正確的端面參數系統解讀。螺旋齒輪需要螺旋角換算及額外的軸向幾何計算。