Gewindespindel-Wirkungsgrad
Sehen Sie, wie viel Ihrer Kraft eine Spindel mit Flachgewinde in Hub umsetzt: 5° Steigungswinkel und eine Reibungszahl von 0,15 ergeben einen Wirkungsgrad von gut einem Drittel, und die Spindel hält die Last von selbst. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Steigungswinkel
- 5
- Reibungszahl
- 0,15
- Wirkungsgrad
- 0,3635564002 fraction
- Wirkungsgrad (%)
- 36,3556400155
- Steigungswinkel (°)
- 5
- Steigungswinkel (rad)
- 0,0872664626
Dieser Gewindespindel-Wirkungsgradrechner ermittelt den Hebewirkungsgrad mit Quadratgewinde, wenn Sie Steigungswinkel und Gewindereibungszahl bereits kennen. Die geschlossene Form ist Eta gleich dem Tangens des Steigungswinkels geteilt durch den Tangens dieses Winkels plus Reibungswinkel, und der Reibungswinkel ist einfach der Arcustangens von Mu. Diese Identität ist der Maschinenbaustandard für ein Quadratgewinde bei vernachlässigter Bundreibung — die erste Zahl, die eine entwerfende Person oder eine studierende Person will, bevor sie einen Spindelheber, einen Schraubstock, eine C-Zwinge oder einen Linearaktuator wählt. Geben Sie den Steigungswinkel in Grad oder Bogenmaß und eine nichtnegative Reibungszahl ein; das Werkzeug liefert den Wirkungsgrad als Bruch und als Prozent, beide Winkelumrechnungen, den Reibungswinkel und ob die Spindel selbsthemmend oder unter Last rücklaufend ist.
Was der Gewindespindel-Wirkungsgrad bedeutet und was die Antwort enthält
Eine Gewindespindel wandelt Drehanstrengung in Axialkraft entlang einer Schraubenlinie um. Der Hebewirkungsgrad mit Quadratgewinde ist das Verhältnis des idealen Moments ohne Reibung zum tatsächlichen Moment, das zum Heben einer Last nötig ist, und für ein Quadratgewinde ohne Bund fällt dieses Verhältnis auf eine Funktion von nur zwei Winkeln zusammen. Ist Alpha der Steigungswinkel der Schraubenlinie und Phi der Reibungswinkel, dessen Tangens die Gewindezahl Mu ist, dann ist Eta gleich tan von Alpha durch tan von Alpha plus Phi.
Dieselbe Zahl lässt sich ohne Nennung von Phi schreiben als tan von Alpha mal eins minus Mu mal tan von Alpha, alles durch tan von Alpha plus Mu. Der Wirkungsgrad ist ein dimensionsloser Bruch zwischen null und eins; einhundert Prozent verlangten ein reibungsfreies Gewinde, das dieser Rechner meldet, wenn Mu genau null ist und der Steigungswinkel gültig bleibt. Suchintentionen bündeln sich um Gewindespindel-Wirkungsgradrechner, Steigungswinkel und Reibungszahl, Wirkungsgrad eines Quadratgewindehebers und die Frage, ob eine Spindel selbsthemmend ist.
Wo dieser Wirkungsgrad in Studium, Entwurf und Software hingehört
Studierende begegnen Eta gleich tan von Alpha durch tan von Alpha plus Phi, wenn ein Lehrbuch der Maschinenelemente Spindelheber vorstellt, wenn eine Aufgabe einen Steigungswinkel und eine trockene oder geschmierte Stahlzahl vorgibt und fragt, ob die Spindel die Last allein hält, oder wenn ein Wettbewerb auf der Quadratgewindeformel besteht, bevor jemand Acme oder Bundscheiben nennt. Lehrende können Antwortschlüssel für bescheidene Winkel-Mu-Paare vorab erzeugen, ohne undurchsichtigen Rechneranwendungen zu vertrauen, die die Steigung still als Millimeterteilung lesen oder vergessen, dass Selbsthemmung tan von Alpha höchstens Mu ist und keine magische Vier-Grad-Regel.
Entwickelnde rufen denselben Vertrag aus Skripten auf, um deterministische Prüfvektoren für Mechanismus-Simulatoren zu säen, um eingegebene Schraubenliniendaten vor einer Momentsskizze zu normieren oder um Aufgabenstellungen zu erfüllen, die einen Bruch statt eines hingewunkenen Prozents verlangen. Entwurfsprüfungen erster Ordnung nutzen diese Schranke, wenn nur der Geometriewinkel und eine Handbuch-Reibungszahl bekannt sind, bevor mittlerer Durchmesser, Steigung, Bundradius oder Gewindewinkel modelliert werden.
Produkt- und Lehrwerkzeuge nutzen den Endpunkt, wenn Lernende fünf Grad und null Komma eins fünf —in der Eingabe 0.15— tippen und die Oberfläche sowohl den Wirkungsgrad als auch die Selbsthemmungsmarkierung zeigen muss. Koppeln Sie ihn mit einem Gewindesteigungsumrechner, wenn Sie Steigung und Durchmesser noch in einen Winkel verwandeln müssen, und mit einem Momenthelfer, wenn die nächste Frage lautet, wie groß der Schlüssel des Hebers sein muss. Diese Seite erfindet keine Acme-Sekanskorrektur und keinen Bundterm: das sind andere Suchen und andere Verträge.
Anwendungsfälle
Hausaufgaben- und Maschinenbaukontrollen
Berechnen Sie den Hebewirkungsgrad mit Quadratgewinde aus einem Lehrbuch-Steigungswinkel und einer Reibungszahl, bevor Sie Blätter zu Spindelhebern bewerten.
Selbsthemmungsprüfung für Heber und Zwingen
Prüfen Sie, ob tan(α) ≤ μ gilt, damit ein Spindelheber, ein Schraubstock oder eine C-Zwinge die Last hält, wenn das Eingangsmoment entfällt.
Häufige Fragen
Was kostet der Gewindespindel-Wirkungsgradrechner?
Er ist auf dieser Seite in Ihrem Browser kostenlos.
Wie ist der Wirkungsgrad einer Quadratgewinde-Gewindespindel definiert?
Der Hebewirkungsgrad bei vernachlässigter Bundreibung ist η = tan(α) / tan(α + φ), wobei α der Steigungswinkel und φ = arctan(μ) der Reibungswinkel der Gewindezahl μ ist. Das Ergebnis kommt als Bruch und als Prozent.
Wann ist eine Gewindespindel selbsthemmend?
Sonst gilt overhauling: die Last kann sich selbst senken, sobald das Eingangsmoment entfällt.
Kann ich den Steigungswinkel im Bogenmaß eingeben?
Der Standard ist deg und entspricht den üblichen Maschinenbautabellen.
Sind Acme-Gewindewinkel oder Bundreibung enthalten?
Nein. Diese Seite wertet nur die Quadratgewinde-Identität aus Steigungswinkel und Gewinde-μ aus. Eine Acme-Korrektur ersetzt μ durch μ / cos(β), und ein Bund fügt einen zweiten Reibradius hinzu; beides sind andere Modelle und hier außer Reichweite.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
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)Beispiel-Anfrage
{
"lead_angle": 5,
"friction_coefficient": 0.15
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "eng.power_screw_efficiency",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Limits
max_lead_angle_deg | 90 |
max_friction_coefficient | 10 |
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Nullsteigung oder rechter Winkel, eine negative Reibungszahl und Kombinationen, bei denen Steigungs- plus Reibungswinkel neunzig Grad erreichen, werden mit invalid_input zurückgewiesen. Der Pfad ist reine deterministische Arithmetik — kein Netz, kein Zufallskeim, keine Wanduhr —, sodass der kostenlose Browser-Ausführer und die API nach fester Rundung übereinstimmen. Erfolgreiche API-Aufrufe kosten $0.002; fehlgeschlagene Prüfung wird nicht berechnet.
Was der Gewindespindel-Wirkungsgrad bedeutet und was die Antwort enthält
Wer Alpha und Mu bereits hat, will jenes Lehrbuch-Eta als strukturiertes JSON, kein Moment aus Last und mittlerem Durchmesser, keine Acme-Korrektur, die Mu durch Mu über Kosinus des Gewindehalbwinkels ersetzt, und keinen Bundreibungszuschlag. Die Antwort wiederholt den geprüften Steigungswinkel in der von Ihnen gesendeten Einheit, wiederholt ihn in Grad und im Bogenmaß, wiederholt Mu, berichtet den Reibungswinkel in beiden Einheiten, setzt self_locking, wenn tan von Alpha höchstens Mu ist, setzt sonst overhauling und kennzeichnet die Methode square_thread_power_screw. Es gibt keine Nachschlagewerte Stahl auf Stahl, keine automatische Umrechnung von Steigung und mittlerem Durchmesser in Alpha und keine Monte-Carlo-Abtastung der Oberflächenrauheit: die Engine wertet die geschlossene Form im zulässigen Bereich aus oder weist die Eingabe mit invalid_input unter Nennung des fehlerhaften Feldes zurück.
Wie Steigungswinkel und Reibung gelesen werden und wie das Ergebnis reproduzierbar bleibt
In Grad muss der Steigungswinkel streng zwischen null und neunzig liegen; im Bogenmaß streng zwischen null und Pi durch zwei. Eine Nullsteigung ist keine Schraubenlinie, und ein rechter Winkel lässt den Tangens explodieren, daher werden beide Intervallenden zurückgewiesen statt eines stillen Unsinnswirkungsgrads. Die Reibungszahl muss mindestens null und höchstens zehn sein; ein negatives Mu ist kein Coulombsches Gewindemodell. Erreicht oder überschreitet die Summe aus Steigungs- und Reibungswinkel neunzig Grad, ist tan von Alpha plus Phi undefiniert oder die algebraische Form nichtpositiv, und die Anfrage scheitert, statt einen negativen Wirkungsgrad zu erfinden. Gleitkommafelder werden auf zwölf Dezimalstellen gerundet und negatives Null zusammengezogen, sodass dasselbe Paar in JavaScript-Engines stets gleich serialisiert. Das bevorzugte Feld für die Schraubenlinie ist lead_angle, doch die Aliasse alpha, helix_angle, lead und lambda werden angenommen, damit Tabellen, Abfrageketten und typisierte Formulare denselben Vertrag wiederverwenden. Das bevorzugte Feld für die Gewindereibung ist friction_coefficient, mit den Aliassen mu, mu_thread, friction und coefficient. Beide müssen endliche Zahlen oder Zahlketten sein, die als endliche Dezimalzahlen gelesen werden, einschließlich optionaler wissenschaftlicher Schreibweise; fehlende Felder, leere Ketten, Buchstaben, gemischte Token, NaN und Infinity scheitern sofort mit invalid_input und werden nicht berechnet. Das optionale angle_unit ist das geschlossene Paar deg oder rad und lautet standardmäßig deg, sodass ein Unterrichtsbeispiel mit fünf Grad die Einheit nicht nennen muss. Nach diesen Prüfungen wertet die Engine tan von Alpha durch tan von Alpha plus arctan von Mu aus und stellt den algebraischen Zwilling gegenüber; eine Abweichung jenseits einer engen Toleranz gilt als invalid_input und wird nicht veröffentlicht.
Wo dieser Wirkungsgrad in Studium, Entwurf und Software hingehört
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Integrationsbeispiele
Deterministische Fixtures für Mechanismensoftware
Erzeugen Sie reproduzierbare η-, Reibungswinkel- und Selbsthemmungsmarkierungen für Einheitstests und Lehrdemos, die die Tangensidentität nicht erfinden dürfen.