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ENGINEERING CALCULATORS

搬送力・摩擦・勾配と動力

技術計算（試験公開）

何kgのものを、どの勾配・摩擦・速度で動かすかから必要な力と動力を求めます。

入力条件

単位を選んで数値を入力。全角数字・1/8・1 3/8も使えます。単位を切り替えると数値も換算します。

計算結果

参考計算です。実際の設計への適合性・安全性を保証するものではありません。

条件の図

入力：青い記号を押して編集 結果：赤橙の値・線

計算式・適用条件

N = mg cosθ, F = ma + mg sinθ + μk N, Fstart = max(0, mg sinθ + μs N), Pdrive = Fv/η (F≥0), Pbrake = −Fv (F<0), Twheel = Fr

直線上を正方向へ走行し、駆動力は路面と平行に作用するモデルです。勾配は角度・rad・%を切り替えられます（5%は5°ではありません）。μは接触条件に合わせて入力し、このモデルではμs≥μkです。始動欄は静摩擦の境界で、加速分は含みません。走行中は動摩擦を使用します。駆動力が負なら正方向へ進むために制動が必要です。制動の回生効率は扱いません。車輪の転がり抵抗・空気抵抗・回転慣性・伝達比は別途。トルクは駆動輪での値で、モーター軸ではありません。

表示値は丸めています。図は条件の説明図です。材質・物性の初期値は入力例なので、使用する材料・温度・条件の値に置き換えてください。

計算の参考資料
参考情報としてのご利用について

計算式には荷重・支持条件・変形の範囲などの前提があります。入力値・単位・計算式の適用条件を確認してください。図は条件を説明するもので、製作図や安全の証明ではありません。

材料値は代表値や参考範囲であり、製品の品質保証値や、そのまま使える設計許容値ではありません。規格・製品形状・寸法・調質・温度などで変わるため、採用する製品の仕様書や検査証明書などと照合してください。

表示する安全率や判定は、入力条件と計算モデルの範囲に限られます。規格適合・寿命・疲労・接合部などを含む設計全体の安全性を自動で確認するものではありません。実際の設計・製造・使用にあたっては、適用する法規・規格、製品仕様、必要な試験や専門的な検証を別途確認してください。

計算のために入力値をサーバーへ送る処理はありません。計算結果は規格適合や安全の自動判定ではありません。

図で学んで、計算に戻る

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Learn with diagrams, then calculate

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この計算で求められること

何kgのものを、どの勾配・摩擦・速度で動かすかから必要な力と動力を求めます。

入力・結果・適用条件を確認する

選択した形状・計算方法により、使う項目は変わります。実際の計算は上の図と入力欄で行えます。

主な入力

  • 移動する質量 m (kg / g / mg)
  • 進行方向の勾配 θ（下りは負） (° / rad / % grade)
  • 動摩擦係数 μk (—)
  • 静摩擦係数 μs（始動用） (—)
  • 進行方向の加速度 a（減速は負） (m/s² / mm/s² / g)
  • 進行速度 v (m/s / km/h / mm/s)
  • 駆動系の効率 η (% / fraction / ‰)
  • 駆動輪・ドラムの半径 r (mm / cm / m)

得られる結果

  • 走行中の必要駆動力 F（負は制動） (N)
  • 正方向へ動き始めるための力（加速分なし） (N)
  • 正方向駆動の必要入力動力 (W)
  • 吸収が必要な制動動力 (W)
  • 駆動輪・ドラムでのトルク（符号付き） (N·m)
  • 垂直抗力 N (N)
  • 進行方向と逆向きの重力成分（符号付き） (N)
  • 走行中の摩擦抵抗 μk N (N)
  • 駆動力の換算（kgf。質量kgではありません） (kgf)
  • 勾配の角度 (°)
  • 勾配（高さ／水平距離×100） (%)

計算式の概要

N = mg cosθ, F = ma + mg sinθ + μk N, Fstart = max(0, mg sinθ + μs N), Pdrive = Fv/η (F≥0), Pbrake = −Fv (F<0), Twheel = Fr

直線上を正方向へ走行し、駆動力は路面と平行に作用するモデルです。勾配は角度・rad・%を切り替えられます（5%は5°ではありません）。μは接触条件に合わせて入力し、このモデルではμs≥μkです。始動欄は静摩擦の境界で、加速分は含みません。走行中は動摩擦を使用します。駆動力が負なら正方向へ進むために制動が必要です。制動の回生効率は扱いません。車輪の転がり抵抗・空気抵抗・回転慣性・伝達比は別途。トルクは駆動輪での値で、モーター軸ではありません。

現在選択中の方法には、操作欄の「計算式・適用条件」を使ってください。参考計算であり、設計全体の安全性を保証するものではありません。

関連する計算

What this calculator does

Find the required moving force and power from mass, slope, friction and speed.

Inputs, outputs and applicability

The selected model determines which of these inputs and outputs apply. Use the working diagram and input panel above to calculate.

Inputs

  • Moving mass m (kg / g / mg)
  • Route slope θ (negative downhill) (° / rad / % grade)
  • Kinetic friction coefficient μk (—)
  • Static friction coefficient μs (breakaway) (—)
  • Acceleration a (negative when decelerating) (m/s² / mm/s² / g)
  • Forward speed v (m/s / km/h / mm/s)
  • Drive efficiency η (% / fraction / ‰)
  • Drive wheel / drum radius r (mm / cm / m)

Calculated results

  • Required running drive force F (negative: brake) (N)
  • Positive breakaway force (excluding acceleration) (N)
  • Required positive-drive input power (W)
  • Mechanical braking power to absorb (W)
  • Wheel / drum torque (signed) (N·m)
  • Normal force N (N)
  • Opposing gravity component (signed) (N)
  • Running friction resistance μk N (N)
  • Drive force equivalent (kgf, not mass kg) (kgf)
  • Slope angle (°)
  • Grade (rise / horizontal run × 100) (%)

Formula overview

N = mg cosθ, F = ma + mg sinθ + μk N, Fstart = max(0, mg sinθ + μs N), Pdrive = Fv/η (F≥0), Pbrake = −Fv (F<0), Twheel = Fr

Straight positive-direction travel with drive force parallel to the surface. Switch between degrees, radians and grade percent (5% is not 5°). Enter coefficients for the actual contact; this model requires μs≥μk. Breakaway is the static-friction threshold without acceleration; running force uses kinetic friction. Negative drive force requires braking during forward travel. Regeneration efficiency, wheel rolling resistance, drag, rotational inertia and gearing are excluded. Torque is at the drive wheel, not the motor shaft.

The displayed formula and conditions in the working panel apply to the currently selected model. Reference calculation only; it does not certify a complete design.

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