Osovine su univerzalni dijelovi strojeva s rotirajućim dijelovima. U standardnom automobilu svaka osovina koja povezuje prednji i stražnji kotač je osovina oko koje se okreću kotači dok je automobil u pokretu.
Ove vrste vratila imaju tendenciju jednolikog promjera ili debljine, što znači da svaki kraj vratila izgleda jednako. Ali neka se vratila sužavaju ili se s jednog kraja s drugog stanjaju, obično konstantnom brzinom. Priroda posla obično određuje "strminu" konusa, koja se može izraziti u jedinicama, stupnjevima ili oboje.
Osovina kao rotirajući konus
Ako sa strane gledate sužavajuću osovinu, ona ima oblik trokuta s bazom i dvije identične stranice koje idu prema točki. To čini konusno vratilo rotirajućim konusom, a ako je točka mala, sila generirana rotacijom fokusira se na malo područje i stoga može biti vrlo snažna.
Većina konusnih vratila ne dolazi do točke. Umjesto toga, oni imaju veći promjer (označenDza potrebe proračuna) na jednom kraju i manjem promjeru (d) s druge strane. Udaljenost između njih dana je kao
\ frac {D-d} {L}
Konusni alati u ljudskoj industriji: Propeleri
Propeler broda daje primarni primjer konusnog vratila. Uz njih su ta vratila navijeni drugi materijali, poput vijaka, koji se obično otkaču na kraju kako bi se osigurao propulzivni potisak protiv otpora vode. Većina se okreće u smjeru kazaljke na satu; neki čamci imaju dvostruke propelere koji se okreću u suprotnim smjerovima.
Uobičajene razine suženja u propelerima uključuju 1:10 (to jest, promjera za jednu jedinicu za svakih 10 duljina povećanja), 1:12 i 1:16. Specijalizirani motorni čamci često se izrađuju prema neobičnim specifikacijama. TPF, ili konus po stopi, najčešća je jedinica koja se koristi u ovoj industriji.
Uzorak konusnog izračuna
Sljedeći se primjer oslanja na omjer konusa 1 u 8, što nije osobito često.
Recimo da ste dobili propeler malog promjera 1,5 ft. Ako je duljina 12 stopa, kolika je vrijednost većeg promjera?
Ovdje imated = 1.5, L= 12 i omjer suženja 1: 8, bolje izražen kao decimalni 0,125 (1 podijeljen na 8). Tražite vrijednostD.
Iz gornjih podataka, omjer konusnosti, ovdje 0,125, jednak je (D − d) / L, dakle:
0,125 = \ frac {D-1,5} {12}
Množenjem svake strane s 12 daje se
\ početak {poravnato} 1,5 & = D - 1,5 \\ \ text {Dakle} \\ D & = 1,5 + 1,5 \\ D & = 3 \ kraj {poravnato}
Da biste pronašli kut u stupnjevima ovog suženja (tj. Kutni konus 1: 8), jednostavno uzmite obrnutu tangentu (tan-1 ili arctan) ovog kuta, što je polovica omjera dvaju promjera (odLdijeli "trokut" propelera na dva manja identična pravokutna trokuta) podijeljena s L - poznatom "suprotnom nad susjednom" koja definira tangentu u osnovnoj trigonometriji.
Kao što ste primijetili, ovo je isto kao i omjer suženja. U ovom je slučaju inverzna tangenta 1,5 / 12 = 0,125, a pridruženi kut, koji možete odrediti pomoću kalkulatora ili samo web preglednika, iznosi 7,13 stupnjeva.
Mrežni kalkulator konusnih stopa
Ako vam je potreban, recimo, jednostavan konusni pretvarač po metru u stupnjeve ili bilo koji kalkulator suženja po metru (ili bilo koje jedinice mjere koje vaše potrebe zahtijevaju), možete ih naći na raspolaganju na mreži. Pogledajte Resurse za jedan takav primjer.
Ako ste napredni student koji pametno vlada računalnim jezicima, mogli biste čak napisati jednostavan program koji vrši matematiku.