Inhoud
- De as als een roterende kegel
- Conische gereedschappen in de menselijke industrie: propellers
- Taper-berekening
- Online Taper Per Foot Calculator
Assen zijn universele componenten van machines met roterende delen. In een standaardauto is elke as die de voor- en achterwielen verbindt een as waaromheen de wielstellen roteren terwijl de auto in beweging is.
Dit soort assen hebben meestal een uniforme diameter of dikte, wat betekent dat elk uiteinde van de as er hetzelfde uitziet. Maar sommige schachten lopen taps toe of worden dunner aan het andere uiteinde, meestal met een constante snelheid. De aard van het werk bepaalt typisch de "steilheid" van de conus, die kan worden uitgedrukt in eenheden, graden of beide.
De as als een roterende kegel
Als u vanaf de zijkant naar een taps toelopende schacht kijkt, heeft deze de vorm van een driehoek, met een basis en twee identieke zijden die naar een punt komen. Dit maakt de taps toelopende as een roterende kegel, en als het punt klein is, is de door de rotatie gegenereerde kracht op een klein gebied gericht en kan dus zeer krachtig zijn.
De meeste taps toelopende assen komen niet tot een punt. In plaats daarvan hebben ze een grotere diameter (aangegeven D voor berekeningsdoeleinden) aan een uiteinde en een kleinere diameter (d) aan de andere kant. De afstand tussen hen wordt gegeven als L. Taps toelopende schachten worden uitgedrukt in termen van hun conische verhouding, dat is de verandering in diameter gedeeld door de verandering in lengte, of (D − d) / L.
Conische gereedschappen in de menselijke industrie: propellers
De bootpropeller biedt een primair voorbeeld van een conische as. Deze assen hebben ander materiaal dat langs hen is geregen, zoals schroeven, meestal uitgevouwen aan het einde om stuwkracht te bieden tegen de weerstand van het water. De meeste roteren met de klok mee; sommige boten hebben twee propellers die in tegengestelde richting draaien.
Gemeenschappelijke niveaus van conus in propellers zijn 1:10 (dat wil zeggen een toename van de diameter met één eenheid voor elke toename van de lengte van 10 eenheden), 1:12 en 1:16. Gespecialiseerde motorboten worden vaak gemaakt volgens ongebruikelijke specificaties. TPF, of versmalling per voet, is de meest voorkomende eenheid die in deze industrie wordt gebruikt.
Taper-berekening
Het volgende voorbeeld is gebaseerd op een taper ratio van 1 op 8, wat niet bijzonder gebruikelijk is.
Stel dat u een propeller krijgt met een kleine diameter van 1,5 ft. Als de lengte 12 ft is, wat is dan de waarde van de grotere diameter?
Hier heb je d = 1.5, L = 12, en een conische verhouding van 1: 8, beter uitgedrukt als de decimale 0,125 (1 verdeeld in 8). U zoekt de waarde van D.
Uit de bovenstaande informatie is de conische verhouding, hier 0,125, gelijk aan (D − d) / Ldus:
0,125 = frac {D-1.5} {12}Elke zijde vermenigvuldigen met 12 geeft
begin {uitgelijnd} 1.5 & = D - 1.5 {So} D & = 1.5 + 1.5 D & = 3 end {uitgelijnd}Om de hoek in graden van deze conus te vinden (d.w.z. de 1 op 8 conische hoek), neemt u eenvoudig de inverse tangens (tan-1 of arctan) van deze hoek, die de helft is van de verhouding van de twee diameters (sinds L verdeelt de "driehoek" van de propeller in twee kleinere identieke rechte driehoeken) gedeeld door L - de bekende "tegengestelde tegenover aangrenzende" definiërende raaklijn in basis trigonometrie.
Zoals u misschien opmerkt, is dit hetzelfde als de taper-ratio. In dit geval is de inverse tangens 1,5 / 12 = 0,125 en de bijbehorende hoek, die u kunt bepalen met behulp van een rekenmachine of alleen een webbrowser, is 7,13 graden.
Online Taper Per Foot Calculator
Als u bijvoorbeeld een eenvoudige conus per voet naar graden omzetter of een ander type conische per voet calculator (of welke maateenheden uw behoeften dan ook) nodig hebt, kunt u online een groot aantal hiervan vinden. Zie bronnen voor een dergelijk voorbeeld.
Als je een gevorderde student bent die slim is met computertalen, zou je zelfs een eenvoudig programma kunnen schrijven dat de wiskunde doet.