Hriadele sú univerzálnymi súčasťami strojov s rotujúcimi časťami. V štandardnom automobile je každá náprava spájajúca predné a zadné koleso hriadeľ, okolo ktorého sa kolesové súpravy otáčajú, zatiaľ čo je automobil v pohybe.
Tieto typy hriadeľov majú obvykle jednotný priemer alebo hrúbku, čo znamená, že každý koniec hriadeľa vyzerá rovnako. Ale niektoré hriadele sa zužujú alebo sa stenčujú od jedného konca k druhému, zvyčajne konštantnou rýchlosťou. Charakter práce zvyčajne určuje „strmosť“ zúženia, ktorú je možné vyjadriť v jednotkách, stupňoch alebo oboch.
Hriadeľ ako rotujúci kužeľ
Ak sa pozriete na kužeľovitý hriadeľ zboku, má formu trojuholníka, ktorého základňa a dve rovnaké strany smerujú k bodu. Toto robí zo zúženého hriadeľa rotačný kužeľ, a ak je bod malý, sila generovaná rotáciou je zameraná na malú oblasť a môže byť teda veľmi silná.
Väčšina zúžených hriadeľov nepríde k bodu. Namiesto toho majú väčší priemer (označenéDna účely výpočtu) na jednom konci a menšom priemere (d) na strane druhej. Vzdialenosť medzi nimi sa udáva ako
Ľ. Zúžené hriadele sú vyjadrené z hľadiska ichkužeľový pomer, čo je zmena priemeru vydelená zmenou dĺžky, príp\ frac {D-d} {L}
Zúžené nástroje v ľudskom priemysle: Vrtule
Vrtuľa pre čln je hlavným príkladom zúženého hriadeľa. Tieto hriadele majú pozdĺž seba navlečený ďalší materiál, napríklad skrutky, ktoré sa na konci zvyčajne odlupujú, aby poskytovali hnací odpor proti odporu vody. Väčšina sa otáča v smere hodinových ručičiek; niektoré člny majú dvojité vrtule, ktoré sa otáčajú v opačných smeroch.
Bežné úrovne zúženia vrtúľ sú 1:10 (to znamená zväčšenie priemeru o jednu jednotku na každé zväčšenie dĺžky o 10 jednotiek), 1:12 a 1:16. Špecializované motorové člny sú často vyrobené podľa neobvyklých špecifikácií. TPF alebo zúženie na stopu je najbežnejšou jednotkou používanou v tomto priemysle.
Výpočet zúženia vzorky
Nasledujúci príklad sa spolieha na pomer zúženia 1: 8, ktorý nie je zvlášť častý.
Povedzme, že dostanete vrtuľu s malým priemerom 1,5 stopy. Ak je dĺžka 12 stôp, aká je hodnota väčšieho priemeru?
Nech sa páčid = 1.5, Ľ= 12 a zúženie 1: 8, lepšie vyjadrené ako desatinné miesto 0,125 (1 rozdelené na 8). Hľadáte hodnotuD.
Z vyššie uvedených informácií je pomer zúženia, tu 0,125, rovný (D − d) / Ľ, takže:
0,125 = \ frac {D-1.5} {12}
Vynásobením každej strany o 12 dáva
\ begin {zarovnané} 1,5 & = D - 1,5 \\ \ text {So} \\ D & = 1,5 + 1,5 \\ D & = 3 \ end {zarovnané}
Ak chcete zistiť uhol tohto zúženia v stupňoch (t.j. uhol zúženia 1 z 8), jednoducho vezmite inverznú tangens (tan-1 alebo arktán) tohto uhla, čo je polovica pomeru dvoch priemerov (odĽrozdeľuje „trojuholník“ vrtule na dva menšie rovnaké pravé trojuholníky) delené L - známy „protiklad oproti susednému“ definujúci dotyčnicu v základnej trigonometrii.
Ako ste si mohli všimnúť, je to rovnaké ako zúženie. V tomto prípade je inverzná dotyčnica 1,5 / 12 = 0,125 a pridružený uhol, ktorý môžete určiť pomocou kalkulačky alebo iba webového prehliadača, je 7,13 stupňov.
Online kalkulačka Taper Per Foot
Ak potrebujete, povedzme, ľahký prevodník zúženia na stopu na stupne alebo akýkoľvek druh zúženia na stopu (alebo akékoľvek merné jednotky, ktoré požadujú vaše potreby), môžete ich nájsť online online. Jeden taký príklad nájdete v časti Zdroje.
Ak ste pokročilý študent, ktorý je šikovný v ovládaní počítačových jazykov, môžete dokonca napísať jednoduchý program, ktorý zvládne matematiku.