Eficiência do parafuso de potência
Veja quanto do seu esforço um parafuso de rosca quadrada transforma em elevação: ângulo de avanço de 5° com coeficiente de atrito de 0,15 dá eficiência de pouco mais de um terço, e o parafuso segura a carga sozinho. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Ângulo de avanço
- 5
- Coeficiente de atrito
- 0,15
- Eficiência
- 0,3635564002 fraction
- Eficiência (%)
- 36,3556400155
- Ângulo de avanço (°)
- 5
- Ângulo de avanço (rad)
- 0,0872664626
Esta calculadora de eficiência do parafuso de potência obtém a eficiência de elevação com rosca quadrada quando você já conhece o ângulo de avanço e o coeficiente de atrito da rosca. A forma fechada é eta igual à tangente do ângulo de avanço sobre a tangente desse ângulo mais o ângulo de atrito, e o ângulo de atrito é simplesmente o arco tangente de mu. Essa identidade é o padrão de projeto de máquinas para uma rosca quadrada com atrito de colar desprezado, o primeiro número que um projetista ou um estudante quer antes de escolher um macaco, uma morsa, um grampo em C ou um atuador linear. Informe o ângulo de avanço em graus ou em radianos e um coeficiente de atrito não negativo; a ferramenta devolve a eficiência como fração e como porcentagem, ambas as conversões angulares, o ângulo de atrito e se o parafuso é autobloqueante ou reversível sob carga.
O que significa a eficiência do parafuso de potência e o que a resposta contém
Um parafuso de potência converte esforço rotativo em força axial ao longo de uma hélice. A eficiência de elevação com rosca quadrada é a razão entre o torque ideal sem atrito e o torque real necessário para erguer uma carga, e para uma rosca quadrada sem colar essa razão se reduz a uma função de apenas dois ângulos.
Se alpha é o ângulo de avanço da hélice e phi é o ângulo de atrito cuja tangente é o coeficiente de rosca mu, então eta é igual a tan de alpha sobre tan de alpha mais phi. O mesmo número pode ser escrito sem nomear phi como tan de alpha vezes um menos mu vezes tan de alpha, tudo sobre tan de alpha mais mu.
A eficiência é uma fração adimensional entre zero e um; cem por cento exigiria uma rosca sem atrito, que esta calculadora informa quando mu é exatamente zero e o ângulo de avanço é válido. A intenção de busca se agrupa em calculadora de eficiência do parafuso de potência, ângulo de avanço e coeficiente de atrito, eficiência de macaco de rosca quadrada e se um parafuso de potência é autobloqueante.
Onde esta eficiência se encaixa no estudo, no projeto e no software
Estudantes encontram eta igual a tan de alpha sobre tan de alpha mais phi quando um livro de elementos de máquinas apresenta macacos de parafuso, quando um problema dá um ângulo de avanço e um coeficiente de aço seco ou lubrificado e pergunta se o parafuso segura a carga sozinho, ou quando um concurso insiste na fórmula de rosca quadrada antes de alguém citar Acme ou arruelas de colar.
Docentes podem pré-gerar chaves de resposta para pares modestos de ângulo e mu sem confiar em aplicativos opacos que tratam o avanço como um passo em milímetros ou esquecem que o autobloqueio é tan de alpha no máximo mu, não uma regra mágica de quatro graus.
Quem desenvolve chama o mesmo contrato a partir de scripts para semear vetores de teste determinísticos em simuladores de mecanismos, para normalizar dados de hélice digitados pelo usuário antes de um croqui de torque, ou para satisfazer enunciados que exigem uma fração e não uma porcentagem improvisada. Checagens de projeto de primeira ordem usam este limite quando só se conhecem o ângulo geométrico e um coeficiente de atrito de manual, antes de modelar diâmetro médio, avanço, raio de colar ou ângulo de rosca.
Combine-a com um conversor de passo de rosca quando ainda precisar transformar avanço e diâmetro em um ângulo, e com um auxiliar de torque quando a pergunta seguinte for o tamanho da chave do macaco. Esta página não inventará uma correção secante Acme nem um termo de colar: essas são buscas distintas e contratos distintos.
Casos de uso
Checagens de exercício e de projeto de máquinas
Calcule a eficiência de elevação com rosca quadrada a partir de um ângulo de avanço e um coeficiente de atrito de livro antes de corrigir folhas de macaco de parafuso.
Triagem de autobloqueio em macacos e grampos
Veja se tan(α) ≤ μ para que um macaco, uma morsa ou um grampo em C retenha a carga quando o torque de entrada é retirado.
Perguntas frequentes
Como se define a eficiência de um parafuso de potência de rosca quadrada?
A eficiência de elevação com atrito de colar desprezado é η = tan(α) / tan(α + φ), em que α é o ângulo de avanço e φ = arctan(μ) é o ângulo de atrito do coeficiente de rosca μ. O resultado volta como fração e como porcentagem.
Quando um parafuso de potência é autobloqueante?
Caso contrário marca-se overhauling: a carga pode descer sozinha se o torque de entrada for retirado.
Posso informar o ângulo de avanço em radianos?
O padrão é deg, alinhado às tabelas usuais de projeto de máquinas.
Isto inclui o ângulo de rosca Acme ou o atrito do colar?
Não. Esta página avalia só a identidade de rosca quadrada a partir do ângulo de avanço e do μ de rosca. Uma correção Acme troca μ por μ / cos(β), e um colar acrescenta um segundo raio de atrito; ambos são modelos distintos e ficam fora do escopo.
Qual coeficiente de atrito devo usar?
Para rosca de aço, os valores típicos ficam entre 0,08 e 0,25, conforme a lubrificação e o acabamento. A ferramenta não consulta tabelas: informe o valor adequado ao seu caso, tirado de um manual ou de medições.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/power-screw-efficiency \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"lead_angle":5,"friction_coefficient":0.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/power-screw-efficiency", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"lead_angle": 5,
"friction_coefficient": 0.15
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/eng/power-screw-efficiency",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"lead_angle": 5,
"friction_coefficient": 0.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/power-screw-efficiency", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"lead_angle":5,"friction_coefficient":0.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"lead_angle":5,"friction_coefficient":0.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/power-screw-efficiency", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"lead_angle": 5,
"friction_coefficient": 0.15
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "eng.power_screw_efficiency",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Limites
max_lead_angle_deg | 90 |
max_friction_coefficient | 10 |
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
Avanço nulo ou em ângulo reto, coeficiente negativo e combinações em que o ângulo de avanço mais o de atrito atinge noventa graus são recusados com invalid_input. O percurso é aritmética determinística pura — sem rede, sem semente aleatória, sem relógio de parede — de modo que o executor gratuito do navegador e a API coincidem após o arredondamento fixo. Chamadas API bem-sucedidas custam US$ 0,002; validação falha não é cobrada.
O que significa a eficiência do parafuso de potência e o que a resposta contém
Quem já tem alpha e mu quer esse eta de livro como JSON estruturado, não um torque a partir da carga e do diâmetro médio, não uma correção Acme que troca mu por mu sobre o cosseno do semiângulo de rosca, e não um acréscimo de atrito de colar. A resposta ecoa o ângulo de avanço validado na unidade que você enviou, repete-o em graus e em radianos, ecoa mu, informa o ângulo de atrito nas duas unidades, marca self_locking quando tan de alpha é no máximo mu, marca overhauling no caso contrário e rotula o método square_thread_power_screw. Não há consulta de valores de manual aço sobre aço, nem conversão automática de avanço e diâmetro médio em alpha, nem amostragem de Monte Carlo do acabamento superficial: o motor avalia a forma fechada dentro da faixa admitida ou recusa a entrada com invalid_input nomeando o campo que falhou.
Como o ângulo de avanço e o atrito são lidos e como o resultado permanece reproduzível
Em graus o ângulo de avanço deve ficar estritamente entre zero e noventa; em radianos, estritamente entre zero e pi sobre dois. Um avanço nulo não é uma hélice, e um ângulo reto faz a tangente explodir, então as duas extremidades do intervalo são recusadas em vez de devolver uma eficiência absurda em silêncio. O coeficiente de atrito deve ser pelo menos zero e no máximo dez; um mu negativo não é um modelo de Coulomb de rosca. Quando a soma do ângulo de avanço e do de atrito atinge ou supera noventa graus, tan de alpha mais phi fica indefinido ou a forma algébrica se torna não positiva, e o pedido falha em vez de inventar uma eficiência negativa. Os campos flutuantes são arredondados a doze casas decimais com o zero negativo colapsado, de modo que o mesmo par sempre se serializa igual em motores JavaScript. O campo preferido para a hélice é lead_angle, mas os alias alpha, helix_angle, lead e lambda são aceitos para que planilhas, cadeias de consulta e formulários tipados reutilizem o mesmo contrato. O campo preferido para o atrito de rosca é friction_coefficient, com os alias mu, mu_thread, friction e coefficient. Ambos devem ser números finitos ou cadeias numéricas que se interpretam como decimais finitos, inclusive notação científica opcional; campos ausentes, cadeias vazias, letras, tokens mistos, NaN e Infinity falham de imediato com invalid_input e não são faturados. O angle_unit opcional é o par fechado deg ou rad e o padrão é deg, de modo que um exemplo de sala escrito como cinco graus não precisa nomear a unidade. Depois dessas checagens o motor avalia tan de alpha sobre tan de alpha mais arctan de mu e confronta o gêmeo algébrico; discordância além de uma tolerância estreita é tratada como invalid_input e não é publicada.
Onde esta eficiência se encaixa no estudo, no projeto e no software
Ferramentas de produto e educação usam o endpoint quando quem aprende digita cinco graus e zero vírgula um cinco —na entrada, 0.15— e a interface deve mostrar a eficiência e a marca de autobloqueio. Nesta página o trabalho roda por completo no seu navegador; pela API cada consulta bem-sucedida custa US$ 0,002, a validação falha não é cobrada e nada é armazenado depois da resposta.
Casos de integração
Fixtures determinísticos para software de mecanismos
Gere η, ângulo de atrito e marcas de autobloqueio reproduzíveis para testes unitários e demonstrações didáticas que não devem inventar a identidade da tangente.
Perguntas técnicas
Quanto custa a calculadora de eficiência do parafuso de potência?
É gratuita no seu navegador nesta página. Pela API um pedido bem-sucedido custa US$ 0,002; entradas inválidas não são cobradas.