ギヤ比・トルク・プーリの計算：3級整備士の計算問題を例題で解説

公開 2026-11-11

ギヤとプーリの計算は、「歯数（直径）の比が、回転数とトルクを逆向きに変える」という 1 つの考え方で全部解けます。小さいギヤで大きいギヤを回すと、回転はゆっくりになり、トルク（回す力）は大きくなります。

基本：1 組のギヤ

ギヤ比＝被動ギヤの歯数 ÷ 駆動ギヤの歯数
出力トルク＝入力トルク × ギヤ比　　出力回転数＝入力回転数 ÷ ギヤ比

駆動ギヤ（回す側）が 20 歯、被動ギヤ（回される側）が 40 歯なら、ギヤ比は 2。回転数は半分、トルクは 2 倍です（損失がないとき）。

2 段のギヤ列

A が B を回し、B と同じ軸に付いた C が D を回す形です。同じ軸に付いたギヤ（B と C）は、回転数もトルクも同じなので、ギヤ比は 2 段の掛け算になります。

全体のギヤ比＝（B ÷ A）×（D ÷ C）

例題 1　A（20 歯）が B（40 歯）を回し、B と同じ軸の C（15 歯）が D（45 歯）を回す。A に 100 N·m を加えたとき、D のトルクは？（損失なし）
① 1 段目：40 ÷ 20 ＝ 2
② 2 段目：45 ÷ 15 ＝ 3
③ 全体：2 × 3 ＝ 6
④ D のトルク：100 × 6 ＝ 600 N·m（回転数は A の 6 分の 1）

答えの見当
減速（小さいギヤ → 大きいギヤ）ならトルクは入力より大きく、増速なら小さくなります。選択肢のうち、入力より小さいものと大きいものがあれば、まずここで半分に絞れます。

変速比と総減速比

変速機の変速比は「入力軸の回転数 ÷ 出力軸の回転数」で、1 より大きいと減速です。デフの終減速比（最終減速比）は「リング・ギヤの歯数 ÷ ドライブ・ピニオンの歯数」です。

総減速比＝変速比 × 終減速比

例題 2　変速比 1.5、終減速比 4.0。エンジン回転数 3,000 min⁻¹ のとき、駆動輪の回転数は？
① 総減速比：1.5 × 4.0 ＝ 6.0
② 駆動輪：3,000 ÷ 6.0 ＝ 500 min⁻¹

車速やタイヤの駆動力まで求める計算は、駆動系のしくみと計算で詳しく解説しています。

プーリ（ベルト）の計算

ベルトでつながったプーリは、ベルトの速さが同じなので、直径の比で回転数が決まります。

従動プーリの回転数＝駆動プーリの回転数 × 駆動プーリの直径 ÷ 従動プーリの直径

例題 3　直径 150 mm のクランク・プーリが 3,000 min⁻¹ で回るとき、直径 60 mm のオルタネータのプーリの回転数は？
3,000 × 150 ÷ 60 ＝ 7,500 min⁻¹

オルタネータのプーリが小さいのは、エンジンの回転が低いときでも、速く回して十分に発電するためです。

まちがえやすいポイント

駆動と被動を逆にして、ギヤ比を逆数で計算する
2 段のギヤ列で、同じ軸のギヤ（B と C）の歯数をかけてしまう
トルクと回転数を同じ向きに変えてしまう（トルクが増えれば、回転数は減る）

アプリで確かめる

このアプリの 86 ZN6（FR）の 3D では、変速段を変えるとギヤ比・回転数・トルクがどう変わるかを、動くギヤで確かめられます。問題演習の計算問題でも、歯数を変えた問題を何度でも練習できます。

3D でギヤ比を確かめる →