力と腕の長さから
トルクは力が回そうとする働きです。レバーに直角に力をかけるとき：
トルク = 力 × 腕の長さ
長さ0.3 mのレンチを50 Nで押すと、50 × 0.3 = 15 N·mです。同じ力でも長いレンチほどトルクが大きくなるので、固着したボルトは長い柄で緩めます。
力が直角でないときは、レバーに直角な成分だけが効きます：トルク = 力 × 腕の長さ × sin(角度)。
出力と回転数から
モーターやエンジンでは：
トルク (N·m) = 出力 (kW) × 9,549 ÷ 回転数 (RPM)
1.5 kWのモーターが1,450 RPMで回るとき、1.5 × 9,549 ÷ 1,450 = 9.9 N·mです。同じ出力なら回転数が低いほどトルクは大きくなります。
ヤード・ポンド法では、トルク (lbf·ft) = 馬力 × 5,252 ÷ RPMです。
ギアでトルクはどう変わるか
歯車列はトルクを減速比倍にし、回転数を同じ比で割ります。3:1の減速なら1,450 RPMで9.9 N·mが、483 RPMで約29.7 N·mになります。実際には各段の摩擦で数%減ります。
単位
- 1 N·m = 0.7376 lbf·ft = 8.851 lbf·in
- 1 lbf·ft = 1.3558 N·m
- 1 kgf·m = 9.807 N·m
締め付けトルク
ボルトの締め付けトルクは、ボルトのサイズ、強度区分、ねじ部に油を塗るかどうかに応じたメーカーの指定値に従います。その値に合わせたトルクレンチで締めれば正しく締まり、手の感覚だと締めすぎや締め不足になりがちです。
計算ツール
トルクの計算は、力と腕の長さ、または出力と回転数から求め、単位も換算します。ギア比の計算とプーリーの計算で、駆動系を通した回転数とトルクの変化がわかります。