机械设计计算器
把五个常用机械计算放在一起：齿轮传动比、输出转速和扭矩，并按模数算出分度圆直径；功率、扭矩、转速三者知二求一；按强度等级和润滑状态计算公制和英制螺栓的拧紧力矩；皮带传动的转速、带长和包角；液压油缸的推力、拉力和速度。每个结果都附带公式，支持公制和英制单位。
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使用方法
- 选择计算项目：齿轮、扭矩与功率、螺栓、皮带或液压油缸。
- 选择公制或英制单位。
- 填写已知数据，可选项会增加更多结果。
- 查看结果、明细和公式，需要时一键复制。
为什么使用这个工具
齿轮传动
传动比、输出转速、计入效率的输出扭矩，以及按模数计算的分度圆、齿顶圆和中心距。
扭矩功率换算
功率、扭矩、转速知二求一，支持千瓦和牛·米、马力和磅·英尺。
螺栓拧紧力矩
M5 到 M36 及英制 UNC，8.8、10.9、12.9 级、不锈钢和 SAE 等级。
皮带传动
从动转速、带速、带长和包角，包角过小时提示打滑风险。
液压油缸
按缸径、杆径和压力算推力与拉力，按泵流量算伸缩速度。
附带公式
每个结果都列出所用公式，方便校核和写进设计说明书。
传动比、转速和扭矩
传动比等于从动齿轮齿数除以主动齿轮齿数。20 齿的小齿轮带动 60 齿的大齿轮，传动比为 3：输出转速是输入的三分之一，扭矩扣除损失后约为三倍。多级传动的传动比相乘，两级 3 就是 9。
标准直齿轮的大小由模数决定：分度圆直径 d = m × z，中心距 a = m × (z₁ + z₂) ÷ 2。模数 2、20 齿的齿轮分度圆直径 40 毫米，齿顶圆直径 44 毫米。
扭矩、转速与功率换算
P（kW）= T（N·m）× n（r/min）÷ 9549。一台在 3000 转/分输出 300 N·m 的电机功率约 94 kW。常说的“马力”在国内一般指公制马力，1 马力 ≈ 0.735 kW，100 kW 约合 136 马力。
螺栓拧紧力矩参考表（干燥，75% 保证载荷）
拧紧力矩只是获得预紧力的手段，约九成的扭矩消耗在螺纹和支承面的摩擦上，所以润滑影响很大：涂油后达到同样预紧力所需扭矩约减少 25%。按干燥值去拧涂了油的螺栓，可能把螺栓拉长甚至拧断。
| 规格 | 8.8 级 | 10.9 级 | 12.9 级 |
|---|---|---|---|
| M6 | 10 N·m | 15 N·m | 18 N·m |
| M8 | 25 N·m | 36 N·m | 43 N·m |
| M10 | 50 N·m | 72 N·m | 84 N·m |
| M12 | 88 N·m | 126 N·m | 147 N·m |
| M16 | 219 N·m | 313 N·m | 365 N·m |
| M20 | 441 N·m | 610 N·m | 713 N·m |
液压油缸推力计算
推力 F = p × A。缸径 80 毫米的油缸在 16 MPa 下推力约 80 kN，也就是约 8 吨。缩回时活塞杆占去一部分面积：杆径 40 毫米时只剩 75% 的面积，所以拉力为推力的 75%，缩回速度快三分之一。工程上常说的“几吨油缸”就是按这个公式估算的。
常见问题
齿轮传动比怎么算？
从动齿轮齿数 ÷ 主动齿轮齿数，例如 60 ÷ 20 = 3。输出转速等于输入转速除以 3，输出扭矩约等于输入扭矩乘以 3。
扭矩怎么换算成功率？
P（kW）= T（N·m）× n（r/min）÷ 9549。千瓦乘以 1.36 约等于马力。
M10 8.8 级螺栓拧紧力矩是多少？
预紧到 75% 保证载荷时，干燥约 50 N·m，涂油约 38 N·m。有厂家规定值时以厂家为准。
扭矩系数 K 是什么？
综合螺纹和支承面摩擦的经验系数：干燥钢约 0.20，涂油约 0.15，二硫化钼膏约 0.10 到 0.12。
皮带长度怎么计算？
L = 2a + π(D + d)/2 + (D − d)² / 4a，其中 a 为中心距，D 和 d 为带轮直径。选最接近的标准带长后再调整中心距。
油缸推力有多大？
压力乘以活塞面积。10 MPa 作用在 63 毫米缸径上约 31 kN，略大于 3 吨。
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