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🛠️ 漸開線函數計算器

專業免費的 漸開線函數計算器。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
0.014904 tan(α) − α(弧度)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是漸開線函數?

漸開線函數寫作 inv(\alpha) = \tan(\alpha) - \alpha,是齒輪與花鍵工程中的核心關係式。它描述了漸開線的幾何特性——也就是一條繃緊的細線從圓(基圓)上展開時,線端所描繪出的軌跡。由於漸開線齒形能以固定的速比平順傳遞運動,幾乎所有現代齒輪都採用這種齒形,因此漸開線函數在齒輪量測與設計計算中無所不在。

如何使用本計算器

輸入壓力角(或任意角度),並選擇輸入值是以角度(度)還是弧度表示。計算器會在需要時先將角度換算為弧度,再計算 \tan(\alpha) - \alpha。其結果為無因次量,且一律以弧度為基準表示。請注意,\alpha 必須嚴格介於 0 與 90°之間(即 0 與 π/2 弧度之間);當角度恰為 90°時,正切值為無定義。

公式詳解

漸開線函數要求角度以弧度代入:

inv(\alpha) = \tan(\alpha) - \alpha
若您輸入的是角度(度),請先以 \alpha_{弧度} = \alpha_{度} × π/180 換算。常見的錯誤是把以弧度算出的正切值,去減掉以「度」為單位的角度——這兩項必須採用相同單位(弧度)。

實例演算

以標準的 20°壓力角為例:先換算成弧度,20 × π/180 = 0.349066 弧度。接著 \tan(0.349066) = 0.363970,因此

inv(20°) = 0.363970 - 0.349066 = 0.014904
這正是齒輪查表中廣為人知的標準數值。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

為什麼角度一定要用弧度?
\(\tan(\alpha) - \alpha\) 這個減法運算,唯有當 \(\alpha\) 代表單位圓上的弧長時才具有幾何意義,而弧長正是弧度的定義。
哪些角度是有效的?
任何使正切有定義的角度都可以,也就是不能為 90°、270° 等。在齒輪應用中,壓力角通常為 14.5°、20° 或 25°。
如何反推(由 \(\operatorname{inv}(\alpha)\) 求出 \(\alpha\))?
此函數沒有封閉形式的反函數,必須以迭代法求解(例如牛頓法)。本工具僅提供正向計算。