Kama - Wedge

Ahşap yarma kama

Bir kama bir üçgensel şekilli bir araçtır ve taşınabilir eğik düzlem ve altı klasikten biri basit makineler. Bir nesnenin iki nesnesini veya bir bölümünü ayırmak, bir nesneyi kaldırmak veya bir nesneyi yerinde tutmak için kullanılabilir. A dönüştürerek çalışır güç künt ucuna dik kuvvetlere uygulandı (normal ) eğimli yüzeylerine. mekanik avantaj Bir kama, eğiminin uzunluğunun genişliğine oranıyla verilir.^[1]^[2] Geniş açılı kısa bir kama işi daha hızlı yapsa da dar açılı uzun bir takozdan daha fazla kuvvet gerektirir.

Kuvvet düz ve geniş bir yüzeye uygulanır. Bu enerji, kamanın sivri, keskin ucuna taşınır, dolayısıyla kuvvet taşınır.

Kama basitçe enerjiyi taşır ve onu sivri uca kadar toplar ve sonuç olarak öğeyi kırar. Bu şekilde ince bir alana çok fazla baskı yapılır.

Tarih

Çakmaktaşı el baltası bulundu Winchester

Belki de bir kamanın ilk örneği el baltası ayrıca bakınız iki yüzeyli ve Olorgesailie. Takozlar binlerce yıldır var olmuştur, ilk önce basit taştan yapılmıştır. El baltası genellikle yontma taşı ile yapılır. çakmaktaşı, iki yüzeyli bir kenar veya kama oluşturmak için. Kama, aletin yanal kuvvetini ve hareketini iş parçasının enine yarma kuvvetine ve hareketine dönüştüren basit bir makinedir. Mevcut güç, aleti kullanan kişinin çabası ile sınırlıdır, ancak güç, kuvvet ve hareketin ürünü olduğu için, kama hareketi azaltarak kuvveti artırır. Bu büyütme veya mekanik avantaj giriş hızının çıkış hızına oranıdır. Bir kama için bu 1 / tanα ile verilir, burada α uç açısıdır. Bir kamanın yüzleri, bir kayma oluşturmak için düz çizgiler olarak modellenmiştir veya prizmatik eklem.

Kamanın kökeni bilinmemektedir. İçinde eski Mısır ocaklar, bronz İnşaatta kullanılan taş bloklarını kırmak için takozlar kullanıldı. Ahşap Su ile doyurulduktan sonra şişen takozlar da kullanıldı. Biraz Amerika'nın yerli halkları Kullanılmış boynuz yapmak için ahşabı bölmek ve işlemek için takozlar kanolar, konutlar ve diğer nesneler.

Bir kama kullanımı

Takozlar ağır nesneleri kaldırmak için kullanılır ve onları dinlendikleri yüzeyden ayırır.^[3]

Bir kama ile kaldırılacak bir blok düşünün. Kama bloğun altından kayarken, blok bir kamanın eğimli tarafına doğru kayar. Bu ağırlığı kaldırır F_B bloğun. Yatay kuvvet F_Bir bloğu kaldırmak için gereken kamanın hızı dikkate alınarak elde edilir v_Bir ve bloğun hızı v_B. Kamanın enerjiyi dağıtmadığını veya depolamadığını varsayarsak, takozdaki güç, çıkış gücüne eşittir.

veya

{ displaystyle { frac {F _ { mathrm {B}}} {F _ { mathrm {A}}}} = { frac {v _ { mathrm {A}}} {v _ { mathrm {B}} }}.}

Bloğun hızı, kama kenarının eğimi ile kamanın hızıyla ilgilidir. Kamanın açısı ise α sonra

{ displaystyle v _ { mathrm {B}} = v _ { mathrm {A}} tan alpha, !}

bu mekanik avantajın

{ displaystyle MA = { frac {F _ { mathrm {B}}} {F _ { mathrm {A}}}} = { frac {1} { tan alpha}}.}

Böylece açı ne kadar küçükse α kaldırma kuvvetinin kama üzerine uygulanan kuvvete oranı o kadar büyük olur. Bu mekanik avantaj kama. Mekanik avantaj için bu formül, kesme kenarları ve ayırma işlemlerinin yanı sıra kaldırma için de geçerlidir.

Kesme taş blokları gibi nesneleri ayırmak için de kullanılabilirler. Bölme parçaları ve yarma takozları, ahşabı damar boyunca bölmek için kullanılır. Nispeten uzun olan dar bir kama incelmek nesneler arasındaki mesafeyi hassas bir şekilde ayarlamak için kullanılana şim ve genellikle marangozlukta kullanılır.

Çatal uçları ve çiviler itildikleri veya sürüldükleri malzemeyi böldükleri ve ayırdıkları için takozlardır; miller daha sonra sürtünme nedeniyle hızlı tutabilir.

Bıçaklar ve takozlar

bıçak ağzı düzlemlerin bir kenarda buluşması için yerleştirilmiş iki eğimli düzlemden oluşan bileşik bir eğimli düzlemdir. İki düzlemin birleştiği kenar katı veya akışkan bir maddeye itildiğinde, malzemeye uygulanan kuvveti bıçağın yüzlerine dik iki karşıt kuvvete aktararak malzemelerin ayrılma direncini aşar.

Kılıcın insanlar tarafından bilinen ilk kullanımı, bir çakmaktaşı hayvan dokusunu yarmak veya bölmek için kullanılan, ör. et kesmek. Kullanımı Demir veya diğer metaller, bıçaklar bu tür görevler için. Bıçağın bıçağı, insanların et, lif ve diğer bitki ve hayvan materyallerini, basitçe elleriyle çekerek parçalara ayırmak için gerekenden çok daha az kuvvetle kesmelerine izin verdi. Diğer örnekler sabanlar toprak parçacıklarını ayıran, makas kumaş ayıran, eksenler odun liflerini ayıran ve keskiler ve yüzeyleri odun ayıran.

Takozlar, testereler ve keskiler ahşap, masif taş ve sert metaller gibi kalın ve sert malzemeleri ayırabilir ve bunu çok daha az kuvvetle, malzeme israfıyla ve daha hassas bir şekilde yaparlar. ezici Ayrılacak malzemenin daha geniş bir alanına aynı kuvvetin uygulanmasıdır.

Diğer kama örnekleri şurada bulunur: Matkap uçları katılarda dairesel delikler oluşturan. Bir matkap ucunun iki kenarı zıt açılarda bir noktaya keskinleştirilir ve bu kenar matkap ucunun şaftı etrafına sarılır. Matkap ucu kendi dönme ekseninde döndüğünde, takozlar ayrılacak malzemenin içine doğru zorlanır. Malzemede ortaya çıkan kesim, matkap ucunun dönüş yönündedir ve bir ucun sarmal şekli kesilen malzemenin çıkarılmasına izin verir.

Hızlı tutmak için örnekler

Takozlar aynı zamanda nesneleri yerinde tutmak için de kullanılabilir. motor parçalar (poppet valfler ), bisiklet parçalar (kaynaklanıyor ve eksantrik alt parantez ), ve kapılar. Kama tipi kapı durağı (kapı takozu), büyük ölçüde kapının altı ile kama ile kama ve zemin (veya diğer yüzey) arasında oluşan sürtünme nedeniyle işlev görür.

Mekanik avantaj

Uzunluğu dikey olarak yönlendirilmiş bir yarma kamasının kesiti. Aşağı doğru bir kuvvet, eğimli yüzeylerine dik kuvvetler üretir.

Bir kamanın mekanik avantajı, kamanın yüksekliğini kamanın genişliğine bölerek hesaplanabilir:^[1]

{ displaystyle { rm {MechanicalAdvantage = {Uzunluk Genişlik Üzerinden}}}}

Daha fazla akut veya dar bir kamanın açısı, eğiminin uzunluğunun genişliğine oranı o kadar büyük olur ve dolayısıyla daha fazla mekanik avantaj sağlar.^[2]

Kama dahil açısı, kama ile malzeme arasındaki sürtünme katsayısının arktanjantından daha az olduğunda bir kama bağlanacaktır. Bu nedenle, ahşap gibi elastik bir malzemede sürtünme, dar bir takozu geniş bir kamaya göre daha kolay bağlayabilir. Bu nedenle yarma parçasının başı, baltadan çok daha geniş bir açıya sahiptir.

Ayrıca bakınız

Orak

Referanslar

^ ^a ^b Bowser, Edward Albert (1920), Analitik mekanik üzerine temel bir inceleme: çok sayıda örnekle (25. baskı), D. Van Nostrand Company, s. 202–203.
^ ^a ^b McGraw-Hill Kısa Bilim ve Teknoloji Ansiklopedisi, Üçüncü Baskı, Sybil P. Parker, ed., McGraw-Hill, Inc., 1992, s. 2041.
^ J. M. McCarthy ve Leo Joskowitz, "Kinematik Sentez," Biçimsel Mühendislik Tasarım Sentezi, (J. Cagan ve E. Antonson, editörler), Cambridge Univ. Basın, 2002.

[bowser-1] Bowser, Edward Albert (1920), Analitik mekanik üzerine temel bir inceleme: çok sayıda örnekle (25. baskı), D. Van Nostrand Company, s. 202–203.

[CEST-2] McGraw-Hill Kısa Bilim ve Teknoloji Ansiklopedisi, Üçüncü Baskı, Sybil P. Parker, ed., McGraw-Hill, Inc., 1992, s. 2041.

[3] J. M. McCarthy ve Leo Joskowitz, "Kinematik Sentez," Biçimsel Mühendislik Tasarım Sentezi, (J. Cagan ve E. Antonson, editörler), Cambridge Univ. Basın, 2002.

[1]

[2]

[3]