Como calcular o cone do eixo

Os eixos são componentes universais de máquinas com peças giratórias. Em um automóvel padrão, cada eixo que conecta as rodas dianteiras e traseiras é um eixo em torno do qual os conjuntos de rodas giram enquanto o carro está em movimento.

Esses tipos de eixo tendem a ter diâmetro ou espessura uniforme, o que significa que cada extremidade do eixo tem a mesma aparência. Mas alguns eixos se estreitam ou se tornam mais finos de uma extremidade à outra, geralmente a uma taxa constante. A natureza do trabalho normalmente determina a "inclinação" da conicidade, que pode ser expressa em unidades, graus ou ambos.

O eixo como um cone giratório

Se você olhar para um eixo cônico de lado, ele assume a forma de um triângulo, com uma base e dois lados idênticos vindo em direção a um ponto. Isso torna o eixo cônico um cone giratório e, se a ponta for pequena, a força gerada pela rotação concentra-se em uma área minúscula e pode, portanto, ser muito potente.

A maioria dos eixos cônicos não chega a um ponto. Em vez disso, eles têm um diâmetro maior (denotado

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Dpara fins de cálculo) em uma extremidade e um diâmetro menor (d) no outro. A distância entre eles é dada comoeu. Eixos cônicos são expressos em termos de seusproporção de conicidade, que é a mudança no diâmetro dividido pela mudança no comprimento, ou

\ frac {D-d} {L}

Ferramentas cônicas na indústria humana: hélices

A hélice do barco fornece um exemplo primário de eixo cônico. Esses eixos têm outro material roscado ao longo deles, como parafusos, geralmente esfolados na extremidade para fornecer impulso propulsor contra a resistência da água. A maioria gira no sentido horário; alguns barcos têm hélices gêmeas que giram em direções opostas.

Os níveis comuns de conicidade em hélices incluem 1:10 (ou seja, um aumento de uma unidade no diâmetro para cada aumento de 10 unidades no comprimento), 1:12 e 1:16. Os barcos a motor especializados são freqüentemente fabricados com especificações incomuns. TPF, ou cone por pé, é a unidade mais comum usada nesta indústria.

Cálculo de amostra de conicidade

O exemplo a seguir se baseia em uma proporção de afunilamento de 1 em 8, o que não é especialmente comum.

Digamos que você receba uma hélice com um diâmetro pequeno de 1,5 pés. Se o comprimento for 12 pés, qual é o valor do diâmetro maior?

Aqui você temd​ = 1.5, ​eu= 12, e uma razão de afilamento de 1: 8, melhor expressa como o decimal 0,125 (1 dividido em 8). Você busca o valor deD​.

A partir das informações acima, a razão de conicidade, aqui 0,125, é igual a (D​ − ​d​) / ​eu, tão:

0,125 = \ frac {D-1,5} {12}

Multiplicando cada lado por 12 resulta

\ begin {alinhados} 1,5 & = D - 1,5 \\ \ text {So} \\ D & = 1,5 + 1,5 \\ D & = 3 \ end {alinhados}

Para encontrar o ângulo em graus deste afunilamento (ou seja, o ângulo de afilamento de 1 em 8), basta pegar a tangente inversa (tan-1 ou arctan) deste ângulo, que é a metade da razão dos dois diâmetros (uma vez queeudivide o "triângulo" da hélice em dois triângulos retângulos idênticos menores) dividido por L - o familiar "oposto sobre adjacente" que define a tangente na trigonometria básica.

Como você pode notar, é o mesmo que a proporção de conicidade. Nesse caso, a tangente inversa é 1,5 / 12 = 0,125, e o ângulo associado, que você pode determinar usando uma calculadora ou apenas um navegador da web, é 7,13 graus.

Calculadora Online Taper Per Foot

Se você precisar, digamos, de um conversor de afunilamento por pé em graus fácil ou qualquer tipo de calculadora de afunilamento por pé (ou quaisquer unidades de medida que suas necessidades exijam), você pode encontrar um bando delas à sua disposição online. Consulte Recursos para ver um exemplo.

Se você for um aluno avançado que é hábil com linguagens de computador, pode até escrever um programa simples que faça as contas.

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