ギア比のしくみ
かみ合う歯車は、歯のかみ合う数が同じになるよう回ります。だから歯数が半分の歯車は2倍の速さで回転。自転車の変速、車のミッション、時計の針——すべてこの原理です。
図はタップすると大きく表示されます。資料やSNSに使うときは、出典「シミュラボ」とページのURLを添えてください。
回転数と速度伝達比の計算（中学校 技術）
中学校の技術では、回す側の歯車を原動車、回される側を従動車と呼び、回転の速さがどれだけ変わるかを速度伝達比で表します。
速度伝達比 ＝ 原動車の回転数 ÷ 従動車の回転数 ＝ 従動車の歯数 ÷ 原動車の歯数
従動車の回転数 ＝ 原動車の回転数 × 原動車の歯数 ÷ 従動車の歯数
たとえば原動車24歯・従動車12歯なら、速度伝達比は 12÷24＝0.5。原動車が60rpmで回ると、従動車は 60×24÷12＝120rpm で回ります。速度伝達比が1より小さいと速く、1より大きいとゆっくり（そのぶん力が強く）回ります。上のシミュレーターに歯数と回転数を入れると、同じ計算がすぐに確かめられます。
授業で使える問い
問1 原動車20歯・従動車40歯。原動車が1分間に60回転すると、従動車は何回転？
60×20÷40＝30回転（速度伝達比は2）。
問2 自転車の前のギア48歯・後ろのギア16歯。ペダルを1回こぐと、後輪は何回転？
48÷16＝3回転。後ろのギアを大きくすると、こぐのは軽くなり、進む距離は短くなります。
問3 歯車を3つ並べたとき、真ん中の歯車の歯数を変えると、右端の回転数は変わる？
変わりません。真ん中の歯車（アイドラー）は回る向きを変えるだけで、回転数の比は両端の歯数だけで決まります。
問4 ゆっくり大きな力で回したいとき、速度伝達比は1より大きくする？小さくする？
大きくします。従動車の歯数を多くすると回転はゆっくりになり、回す力（トルク）は大きくなります。
先生向け：「全画面」で電子黒板に大きく映せます。「一時停止」で止めて歯の数を数えさせたり、「回転数を0に」で回転カウンターを戻して「左が2回転する間に右は何回転？」を数えさせたりできます。
ギア比の計算
かみ合う2つの歯車では、回転数の比は歯数の逆比になります。左20歯・右40歯なら、左が2回転する間に右は1回転（ギア比2:1）。速度が半分になる代わりに、回す力（トルク）は2倍になります。速度と力はトレードオフ、というのが歯車の本質です。
| 例 | ギア比のはたらき |
|---|---|
| 自転車（前50T・後25T） | ペダル1回転で後輪2回転（速い・重い） |
| 自転車（前34T・後34T） | ペダル1回転で後輪1回転（遅い・軽い） |
| 時計の秒針→分針 | 60:1（秒針60回転で分針1回転） |
| 自動車の1速 | 約3〜4:1で力を優先 |
歯数に“奇数”や“互いに素”を使う理由
工業用の歯車は、20:40のような割り切れる比を避け、20:41 のように互いに素な歯数を選ぶことがよくあります。同じ歯同士がいつも当たると偏った摩耗が起きるため、当たる歯の組み合わせをずらす工夫（ハンチング歯）です。
よくある質問
- ギア比の計算方法は？
- ギア比（速度伝達比）＝ 従動車の歯数 ÷ 原動車の歯数 です。従動車の回転数は「原動車の回転数 × 原動車の歯数 ÷ 従動車の歯数」で求められます。
- 速度伝達比とは？
- 中学校の技術で使う言葉で、原動車（回す側）の回転数 ÷ 従動車（回される側）の回転数のことです。歯車では「従動車の歯数 ÷ 原動車の歯数」と同じ値になります。
- なぜ逆向きに回る？
- かみ合う歯車は必ず反対方向に回ります。
- データは送信されますか？
- いいえ。すべてブラウザ内で動きます。
- トルクって何？
- 回転させる力のことです。歯車で回転数を半分にすると、トルクは2倍になります（摩擦を無視した場合）。
- 3つ以上つなぐとどうなる？
- 間の歯車（アイドラー）は回転方向を反転させるだけで、ギア比は両端の歯数だけで決まります。