Hřídele jsou univerzální součásti strojů s rotujícími částmi. U standardního automobilu je každá náprava spojující přední a zadní kolo hřídel, kolem kterého se sady kol otáčejí, když je vůz v pohybu.
Tyto typy hřídelů mají tendenci mít jednotný průměr nebo tloušťku, což znamená, že každý konec hřídele vypadá stejně. Ale některé hřídele se zužují nebo ztenčují od jednoho konce k druhému, obvykle konstantní rychlostí. Povaha úlohy obvykle určuje „strmost“ úkosu, kterou lze vyjádřit v jednotkách, stupních nebo v obou.
Hřídel jako rotující kužel
Podíváte-li se na zúženou hřídel ze strany, má formu trojúhelníku, jehož základna a dvě stejné strany směřují k bodu. Díky tomu se zúžený hřídel stává rotujícím kuželem, a pokud je bod malý, síla generovaná rotací je zaměřena na malou oblast a může tak být velmi silná.
Většina kuželových hřídelí nedosáhne bodu. Místo toho mají větší průměr (označenýDpro účely výpočtu) na jednom konci a menším průměrem (d) na druhé straně. Vzdálenost mezi nimi je uvedena jako
L. Zúžené hřídele jsou vyjádřeny z hlediska jejichkuželový poměr, což je změna průměru dělená změnou délky, nebo\ frac {D-d} {L}
Zúžené nástroje v lidském průmyslu: vrtule
Vrtule lodi je primárním příkladem kuželové hřídele. Tyto hřídele mají podél sebe navlečený další materiál, například šrouby, které se na konci obvykle odlupují, aby poskytovaly hnací sílu proti odporu vody. Většina se otáčí ve směru hodinových ručiček; některé lodě mají dvojité vrtule, které se otáčejí v opačných směrech.
Běžné úrovně zúžení vrtulí zahrnují 1:10 (tj. Zvětšení průměru o jednu jednotku na každé zvětšení délky o 10 jednotek), 1:12 a 1:16. Specializované motorové čluny jsou často vyráběny podle neobvyklých specifikací. TPF neboli kužel na stopu je nejběžnější jednotkou používanou v tomto odvětví.
Výpočet zúžení vzorku
Následující příklad se opírá o poměr zúžení 1: 8, což není nijak zvlášť běžné.
Řekněme, že dostanete vrtuli s malým průměrem 1,5 stopy. Pokud je délka 12 stop, jaká je hodnota většího průměru?
Tady mášd = 1.5, L= 12 a poměr zúžení 1: 8, lépe vyjádřený jako desetinné číslo 0,125 (1 rozděleno na 8). Hledáte hodnotuD.
Z výše uvedených informací je poměr zúžení, zde 0,125, roven (D − d) / L, tak:
0,125 = \ frac {D-1.5} {12}
Vynásobením každé strany 12 dává
\ begin {zarovnáno} 1,5 & = D - 1,5 \\ \ text {So} \\ D & = 1,5 + 1,5 \\ D & = 3 \ end {zarovnáno}
Chcete-li najít úhel ve stupních tohoto úkosu (tj. Úhel úkosu 1 z 8), jednoduše vezměte inverzní tangens (tan-1 nebo arktan) tohoto úhlu, což je polovina poměru obou průměrů (odLrozděluje „trojúhelník“ vrtule na dva menší stejné pravé trojúhelníky) dělený L - známý „protilehlý nad sousedícím“ definující tangens v základní trigonometrii.
Jak si můžete všimnout, je to stejné jako poměr zúžení. V tomto případě je inverzní tangenta 1,5 / 12 = 0,125 a přidružený úhel, který můžete určit pomocí kalkulačky nebo pouze webového prohlížeče, je 7,13 stupňů.
Online kalkulačka zúžení na stopu
Pokud potřebujete, řekněme, snadný převodník zúžení na stopu na stupně nebo jakýkoli druh kalkulačky zúžení na stopu (nebo jakýchkoli měrných jednotek, které vaše potřeby vyžadují), můžete najít spoustu z nich, které máte k dispozici online. Jeden takový příklad najdete v článku Zdroje.
Pokud jste pokročilý student, který je chytrý v počítačových jazycích, můžete dokonce napsat jednoduchý program, který zvládne matematiku.