Aksler er universelle komponenter på maskiner med roterende deler. I en vanlig bil er hver aksel som forbinder forhjulene og bakhjulene, en aksel som hjulsettene roterer rundt mens bilen er i bevegelse.
Disse typer sjakter har en tendens til å ha jevn diameter eller tykkelse, noe som betyr at hver ende av skaftet ser likt ut. Men noen aksler avsmalner, eller blir tynnere fra den ene enden til den andre, vanligvis med konstant hastighet. Arten av jobben bestemmer typisk "brattheten" til konen, som kan uttrykkes i enheter, grader eller begge deler.
Skaftet som en roterende kjegle
Hvis du ser på en konisk aksel fra siden, har den form av en trekant, med en base og to identiske sider som kommer mot et punkt. Dette gjør den koniske akselen til en roterende kjegle, og hvis punktet er lite, er kraften som genereres av rotasjonen fokusert på et lite område og kan dermed være veldig kraftig.
De fleste koniske aksler kommer ikke til et punkt. I stedet har de en større diameter (betegnetDfor beregningsformål) i den ene enden og en mindre diameter (
\ frac {D-d} {L}
Koniske verktøy i menneskelig industri: Propellere
Båtpropellen er et primært eksempel på en konisk aksel. Disse sjaktene har annet materiale som er gjenget langs dem, som skruer, vanligvis flayed ut på enden for å gi fremdrivende skyv mot motstanden til vannet. De fleste roterer med klokken; noen båter har to propeller som roterer i motsatt retning.
Vanlige nivåer av taper i propeller inkluderer 1:10 (det vil si en enhetsøkning i diameter for hver 10-enhetsøkning i lengde), 1:12 og 1:16. Spesialiserte motorbåter lages ofte etter uvanlige spesifikasjoner. TPF, eller avsmalning per fot, er den vanligste enheten som brukes i denne bransjen.
Eksempel på konisk beregning
Følgende eksempel er avhengig av et konusforhold på 1 til 8, noe som ikke er spesielt vanlig.
Si at du får en propell med en liten diameter på 1,5 fot. Hvis lengden er 12 fot, hva er verdien av den større diameteren?
Her har dud = 1.5, L= 12, og et konisk forhold på 1: 8, bedre uttrykt som desimal 0,125 (1 delt i 8). Du søker verdien avD.
Fra informasjonen ovenfor er konisk forhold, her 0,125, lik (D − d) / L, så:
0,125 = \ frac {D-1.5} {12}
Å multiplisere hver side med 12 gir
\ begin {justert} 1,5 & = D - 1,5 \\ \ tekst {Så} \\ D & = 1,5 + 1,5 \\ D & = 3 \ slutt {justert}
For å finne vinkelen i grader av denne konen (dvs. 1 til 8 konisk vinkel), tar du bare den omvendte tangenten (tan-1 eller arctan) av denne vinkelen, som er halvparten av forholdet mellom de to diametrene (sidenLdeler propellens "trekant" i to mindre identiske høyre trekanter) delt på L - det kjente "motsatte over tilstøtende" som definerer tangens i grunnleggende trigonometri.
Som du kanskje legger merke til, er dette det samme som avsmalningsforholdet. I dette tilfellet er den omvendte tangenten 1,5 / 12 = 0,125, og den tilhørende vinkelen, som du kan bestemme ved hjelp av en kalkulator eller bare en nettleser, er 7,13 grader.
Online Taper Per Foot Calculator
Hvis du trenger, si, en enkel avsmalning per fot til grader-omformer eller noen form for avsmalning per fot-kalkulator (eller hvilke måleenheter som dine behov krever), kan du finne en mengde av disse til din disposisjon online. Se Ressurser for et slikt eksempel.
Hvis du er en avansert student som er smart med dataspråk, kan du til og med skrive et enkelt program som gjør matematikken.
