Οι άξονες είναι καθολικά εξαρτήματα μηχανών με περιστρεφόμενα μέρη. Σε ένα τυπικό αυτοκίνητο, κάθε άξονας που συνδέει τους εμπρός και πίσω τροχούς είναι ένας άξονας γύρω από τον οποίο περιστρέφονται τα σετ τροχών ενώ το αυτοκίνητο κινείται.
Αυτοί οι τύποι αξόνων τείνουν να έχουν ομοιόμορφη διάμετρο ή πάχος, που σημαίνει ότι κάθε άκρο του άξονα φαίνεται το ίδιο. Αλλά μερικά άξονες κωνικά, ή γίνονται πιο λεπτά από το ένα άκρο στο άλλο, συνήθως με σταθερό ρυθμό. Η φύση της εργασίας συνήθως καθορίζει την «απόκλιση» του κωνικού, η οποία μπορεί να εκφραστεί σε μονάδες, βαθμούς ή και τα δύο.
Ο άξονας ως περιστρεφόμενος κώνος
Εάν κοιτάξετε έναν κωνικό άξονα από την πλευρά, παίρνει τη μορφή ενός τριγώνου, με μια βάση και δύο ίδιες πλευρές να έρχονται προς ένα σημείο. Αυτό καθιστά τον κωνικό άξονα περιστρεφόμενο κώνο, και εάν το σημείο είναι μικρό, η δύναμη που παράγεται από την περιστροφή εστιάζεται σε μια μικρή περιοχή και μπορεί έτσι να είναι πολύ ισχυρή.
Οι περισσότεροι κωνικοί άξονες δεν φτάνουν σε κάποιο σημείο. Αντ 'αυτού, έχουν μεγαλύτερη διάμετρο (δηλώνεται
ρεγια σκοπούς υπολογισμού) στο ένα άκρο και μικρότερη διάμετρο (ρε) στο άλλο. Η απόσταση μεταξύ τους δίνεται ωςμεγάλο. Οι κωνικοί άξονες εκφράζονται σε όρουςκωνική αναλογία, η οποία είναι η αλλαγή στη διάμετρο διαιρούμενη με την αλλαγή στο μήκος, ή\ frac {D-d} {L}
Κωνικά εργαλεία στην ανθρώπινη βιομηχανία: Έλικες
Η έλικα του σκάφους παρέχει ένα πρωταρχικό παράδειγμα κωνικού άξονα. Αυτοί οι άξονες έχουν άλλο υλικό σπειρωμένο κατά μήκος αυτών, όπως βίδες, συνήθως ξεπλένονται στο άκρο για να παρέχουν ώθηση στην αντίσταση του νερού. Τα περισσότερα περιστρέφονται δεξιόστροφα. ορισμένα σκάφη έχουν δίδυμες προπέλες που περιστρέφονται σε αντίθετες κατευθύνσεις.
Τα συνηθισμένα επίπεδα κωνικότητας στις προπέλες περιλαμβάνουν 1:10 (δηλαδή, αύξηση κατά μία μονάδα σε διάμετρο για κάθε αύξηση 10 μονάδων σε μήκος), 1:12 και 1:16. Τα εξειδικευμένα σκάφη ισχύος κατασκευάζονται συχνά σε ασυνήθιστες προδιαγραφές. Το TPF, ή κωνικό ανά πόδι, είναι η πιο κοινή μονάδα που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον κλάδο.
Υπολογισμός κωνικών δειγμάτων
Το παρακάτω παράδειγμα βασίζεται σε αναλογία κωνικότητας 1 σε 8, η οποία δεν είναι ιδιαίτερα συνηθισμένη.
Ας πούμε ότι σας δίνεται μια έλικα με μικρή διάμετρο 1,5 ft. Εάν το μήκος είναι 12 πόδια, ποια είναι η τιμή της μεγαλύτερης διαμέτρου;
Εδώ έχειςρε = 1.5, μεγάλο= 12 και μια κωνική αναλογία 1: 8, εκφραζόμενη καλύτερα ως το δεκαδικό 0,125 (1 διαιρείται σε 8). Αναζητάτε την αξία τουρε.
Από τις παραπάνω πληροφορίες, η αναλογία κωνικότητας, εδώ 0,125, είναι ίση με (ρε − ρε) / μεγάλο, Έτσι:
0.125 = \ frac {D-1.5} {12}
Ο πολλαπλασιασμός κάθε πλευράς με 12 δίνει
\ start {aligned} 1,5 & = D - 1,5 \\ \ text {So} \\ D & = 1,5 + 1,5 \\ D & = 3 \ end {στοίχιση}
Για να βρείτε τη γωνία σε μοίρες αυτής της κωνικότητας (δηλαδή τη γωνία 1 σε 8 κωνικό), απλώς πάρτε την αντίστροφη εφαπτομένη (μαύρισμα-1 ή arctan) αυτής της γωνίας, που είναι το μισό της αναλογίας των δύο διαμέτρων (από τότεμεγάλοδιαιρεί το "τρίγωνο" της προπέλας σε δύο μικρότερα όμοια δεξιά τρίγωνα) διαιρούμενο με το L - το γνωστό "απέναντι από το παρακείμενο" καθορισμένο εφαπτομενικό στη βασική τριγωνομετρία.
Όπως μπορεί να παρατηρήσετε, αυτό είναι το ίδιο με την κωνική αναλογία. Σε αυτήν την περίπτωση, η αντίστροφη εφαπτομένη είναι 1,5 / 12 = 0,125 και η σχετική γωνία, την οποία μπορείτε να προσδιορίσετε χρησιμοποιώντας μια αριθμομηχανή ή απλά ένα πρόγραμμα περιήγησης ιστού, είναι 7,13 μοίρες.
Ηλεκτρονικός υπολογιστής κώνου ανά πόδι
Εάν χρειάζεστε, ας πούμε, έναν εύκολο μετατροπέα κωνικότητας ανά πόδι σε μοίρες ή οποιοδήποτε είδος αριθμομηχανής κωνικότητας ανά πόδι (ή οποιεσδήποτε μονάδες μέτρησης απαιτούν οι ανάγκες σας), μπορείτε να βρείτε μια σειρά από αυτά στη διάθεσή σας στο διαδίκτυο. Δείτε τους πόρους για ένα τέτοιο παράδειγμα.
Εάν είστε προχωρημένος μαθητής που είναι έξυπνος με τις γλώσσες του υπολογιστή, θα μπορούσατε ακόμη και να γράψετε ένα απλό πρόγραμμα που κάνει τα μαθηματικά.