힘과 팔 길이로 구하기
토크는 힘이 돌리려는 효과입니다. 레버에 직각으로 힘을 줄 때:
토크 = 힘 × 팔 길이
길이 0.3 m 렌치를 50 N으로 밀면 50 × 0.3 = 15 N·m입니다. 같은 힘이라도 렌치가 길수록 토크가 커지므로, 꽉 낀 볼트는 긴 손잡이로 풉니다.
힘이 직각이 아니면 레버에 직각인 성분만 작용합니다: 토크 = 힘 × 팔 길이 × sin(각도).
출력과 회전수로 구하기
모터나 엔진에서는:
토크 (N·m) = 출력 (kW) × 9,549 ÷ 회전수 (RPM)
1.5 kW 모터가 1,450 RPM으로 돌면 1.5 × 9,549 ÷ 1,450 = 9.9 N·m입니다. 출력이 같으면 회전수가 낮을수록 토크가 큽니다.
야드파운드법으로는 토크 (lbf·ft) = 마력 × 5,252 ÷ RPM입니다.
기어가 토크를 바꾸는 방식
기어열은 토크에 기어비를 곱하고 회전수를 같은 비로 나눕니다. 3:1 감속이면 1,450 RPM에서 9.9 N·m가 483 RPM에서 약 29.7 N·m가 되며, 단마다 마찰로 몇 % 줄어듭니다.
단위
- 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
체결 토크
볼트 체결 토크는 볼트 크기, 강도 등급, 나사에 기름을 칠했는지에 따른 제조사 사양을 따릅니다. 그 값에 맞춘 토크 렌치로 조이면 정확하게 체결되고, 감으로 조이면 너무 세거나 약하게 조이기 쉽습니다.
계산기
토크 계산기는 힘과 팔 길이, 또는 출력과 회전수로 구하고 단위를 환산합니다. 기어비 계산기와 풀리 계산기로 구동계를 거치며 회전수와 토크가 어떻게 바뀌는지 볼 수 있습니다.