MECHATRONICS TOOLKIT / V1.0
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TOOL 01
功率 / 转矩计算
输入功率与转速，查看完整计算过程。
1输入已知参数
支持小数计算依据
T = 9550 × P / n
T：转矩（N·m）
P：功率（kW） · n：转速（rpm）
2计算过程与结果
等待输入你的计算过程将在这里呈现
填写功率与转速，点击「计算转矩」
从数值代入到最终结果，每一步都看得见。
已知数据
P = kW
n = rpm
使用公式
T = 9550 × P / n
数值代入
≈ N·m
结果保留两位小数
计算使用上方给定公式，结果仅供学习与计算辅助。
公式说明与适用范围
符号与单位
- T
- 转矩（N·m）
- P
- 功率（kW）
- n
- 转速（rpm）
适用范围
用于根据功率和转速进行基础转矩换算，是理想化的功率、转速和转矩关系换算。
使用边界
实际传动系统还可能受到效率、损耗、工况等因素影响。当前计算未考虑这些因素，不能据此直接给出电机选型或安全性结论。
结果仅用于学习与基础计算辅助，不能作为已满足实际工程设计要求的结论。
TOOL 02
齿轮基础参数计算
标准直齿圆柱齿轮 · 基础几何参数
1输入已知参数
齿数须为正整数计算依据
d1 = m × z1
d2 = m × z2
a = (d1 + d2) / 2
i = z2 / z1
d1、d2：分度圆直径（mm）
a：标准外啮合齿轮中心距（mm）
i：传动比大小（无量纲）
2计算过程与结果
等待输入你的齿轮计算过程将在这里呈现
填写模数与齿数，点击「计算齿轮参数」
查看分度圆直径、中心距与传动比。
已知数据
m = mm
z1 =
z2 =
使用公式
d1 = m × z1
d2 = m × z2
a = (d1 + d2) / 2
i = z2 / z1
数值代入
- 小齿轮分度圆直径 d1
- ≈ mm
- 大齿轮分度圆直径 d2
- ≈ mm
- 中心距 a
- ≈ mm
- 传动比大小 i
- ≈ 无量纲
结果保留两位小数；极小或极大值采用科学计数法，保留 5 位有效数字。计算使用未舍入数值。
仅计算基础几何参数，不涉及强度、材料、寿命或安全系数。
公式说明与适用范围
符号与单位
- m
- 模数（mm）
- z1
- 小齿轮齿数（无量纲）
- z2
- 大齿轮齿数（无量纲）
- d1
- 小齿轮分度圆直径（mm）
- d2
- 大齿轮分度圆直径（mm）
- a
- 中心距（mm）
- i
- 传动比大小（无量纲）
适用范围
适用于当前模块的标准直齿圆柱齿轮基础几何参数计算。按现有公式求分度圆直径、标准外啮合齿轮中心距和传动比大小。
使用边界
当前计算不代表完整齿轮设计。实际齿轮设计通常还需要进一步考虑载荷、材料、强度、精度、润滑和具体结构等因素；本模块未计算这些因素。
结果仅用于学习与基础计算辅助，不能作为已满足实际工程设计要求的结论。
本工具仅进行标准直齿圆柱齿轮基础几何参数计算，用于学习与计算辅助。实际齿轮设计还需要依据相关标准对强度、材料、精度、润滑等进行综合设计与校核。
TOOL 03
螺栓基础受力计算
单个螺栓 · 轴向拉力下的平均拉应力
1输入已知参数
支持小数计算依据
A = π × d² / 4
σ = F / A
A：计算截面积（mm²）
σ：平均拉应力（MPa）
1 N/mm² = 1 MPa
2计算过程与结果
等待输入你的螺栓计算过程将在这里呈现
填写轴向拉力与计算直径
查看计算截面积和平均拉应力。
已知数据
F = N
d = mm
使用公式
A = π × d² / 4
σ = F / A
1 N/mm² = 1 MPa
数值代入
- 计算截面积 A
- ≈ mm²
≈ MPa
结果保留两位小数；极小或极大值采用科学计数法，保留 5 位有效数字。π 使用 Math.PI，计算使用未舍入的截面积。
仅计算平均拉应力，不考虑预紧力、摩擦连接、剪切、扭矩、疲劳、偏心载荷或螺纹危险截面，不计算材料许用应力、安全系数，也不进行强度校核。
公式说明与适用范围
符号与单位
- F
- 当前模块定义的轴向拉力（N）
- d
- 当前模块使用的计算直径（mm）
- A
- 按当前直径计算得到的圆截面积（mm²）
- σ
- 按当前简化模型得到的平均拉应力（MPa）
适用范围
按照现有简化模型，计算圆截面在轴向拉力作用下的平均拉应力。
使用边界
当前结果不是完整的螺栓强度校核。实际螺纹连接设计还可能涉及螺纹有效截面、预紧、载荷分配、材料、疲劳及其他具体工况；本模块未计算这些因素。
结果仅用于学习与基础计算辅助，不能作为已满足实际工程设计要求的结论。
本工具仅计算单个螺栓在轴向拉力作用下的平均拉应力，用于机械专业学习和基础计算辅助。实际螺栓连接设计还需考虑螺纹有效截面、预紧力、载荷形式、材料性能、安全系数及相关标准。
TOOL 04
阶梯轴基础扭转计算
实心圆轴 · 计算轴径处的纯扭转剪应力
1输入已知参数
支持小数计算依据
T = 9550 × P / n
T_mm = T × 1000
τ = 16 × T_mm / (π × d³)
T：转矩（N·m）
T_mm：换算后的转矩（N·mm）
τ：扭转剪应力（MPa）
1 N/mm² = 1 MPa
2计算过程与结果
等待输入你的轴扭转计算过程将在这里呈现
填写功率、转速与计算轴径
依次查看转矩、单位换算和扭转剪应力。
已知输入参数
P = kW
n = rpm
d = mm
计算转矩 · 公式与代入
T = 9550 × P / n
T ≈ N·m
单位换算 · N·m → N·mm
T_mm = T × 1000
T_mm ≈ N·mm
计算扭转剪应力 · 公式与代入
τ = 16 × T_mm / (π × d³)
1 N/mm² = 1 MPa
≈ MPa
结果保留两位小数；极小或极大值采用科学计数法，保留 5 位有效数字。剪应力代入中的转矩显示 10 位有效数字，实际计算使用未舍入数值和 Math.PI。
仅计算给定轴径处的纯扭转剪应力，不考虑弯矩、弯扭组合、疲劳、应力集中、键槽、材料许用应力、安全系数、刚度、临界转速、轴承载荷及阶梯处圆角影响，不进行实际结构强度校核。
公式说明与适用范围
符号与单位
- P
- 功率（kW）
- n
- 转速（rpm）
- T
- 转矩（N·m）
- T_mm
- 换算后的转矩（N·mm）
- d
- 当前计算截面的实心圆轴直径（mm）
- τ
- 当前纯扭转模型下计算得到的扭转剪应力（MPa）
适用范围
针对现有公式对应的实心圆轴纯扭转基础计算，求当前计算截面的扭转剪应力。
使用边界
当前计算不代表完整轴设计，也不对整根阶梯轴作设计结论。实际轴类设计还可能需要考虑弯矩、弯扭组合、疲劳、应力集中、键槽、刚度、材料、安全系数以及具体结构等因素；本模块未计算这些因素。
结果仅用于学习与基础计算辅助，不能作为已满足实际工程设计要求的结论。
本工具仅进行实心圆轴在纯扭矩作用下的基础扭转剪应力计算，用于机械专业学习与计算辅助。实际轴类设计通常还需要根据载荷、材料、弯矩、疲劳、应力集中、刚度、键槽及安全系数等进行综合设计与校核。
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