تعتبر التروس حاسمة في العديد من الأنظمة الميكانيكية لأنها بمثابة الطريقة الرئيسية لنقل عزم الدوران وضبط سرعات الدوران. تعتبر هذه الآلات مركزية للأجهزة مثل الساعات البسيطة والحديثة السيارات الإرسال.
الغرض من هذا الدليل هو مناقشة أنواع مختلفة من التروس. تتميز تصميمات التروس المختلفة بتطبيقات ومزايا فريدة تناسب متطلبات وتحديات ميكانيكية محددة. بدءًا من سهولة التروس المحفزة وحتى الاتجاهات المعقدة للتروس الحلزونية، سيتم فحص التفاصيل الدقيقة والمواصفات الفنية لكل تصنيف على نطاق واسع.
تروس الدفع
هذه هي أبسط أنواع التروس وأكثرها استخدامًا والتي تنقل الحركة الدورانية بين الأعمدة المتوازية. لديهم أسنان أسطوانية، والتي يتم وضعها بالتوازي مع محور العمود. تظهر أسنان هذه التروس متباعدة بشكل موحد على محيطها، وعادةً ما يكون شكل الأسنان مطويًا.
ميزات Spur Gears
1. الشكل الأسطواني
2. أسنان متوازية لمحور العمود
3. الملف السني المطوي (شائع الاستخدام)
4. التشغيل بأعمدة متوازية
5. يمكن أن تنتقل الحركة في كلا الاتجاهين
تطبيقات حفز التروس
نظرًا لبساطتها وفعاليتها من حيث التكلفة وقدرتها على نقل الحركة بين المحاور المتوازية، تجد التروس المحفزة استخدامًا واسع النطاق عبر مجموعة واسعة من الأنظمة والصناعات الميكانيكية بما في ذلك:
- ناقلات الحركة للسيارات والتفاضلية
- الآلات الصناعية (أنظمة النقل، المطابع، الخ)
- الساعات وأجهزة قياس الوقت
- الروبوتات وأنظمة التشغيل الآلي
- الأجهزة المنزلية (الغسالات والخلاطات وغيرها)
- الأدوات الآلية (المخارط، آلات الطحن الخ)
- تطبيقات الفضاء الجوي (مشغلات الطائرات وأنظمة التحكم وغيرها)
مزايا و عيوب
المزايا:
مجرد تصميم وبناء بسيط
رخيصة لإنتاج
كفاءة نقل عالية جدًا داخل أعمدة متوازية
على أساس تتوفر أحجام ومواد مختلفة
يمكنه نقل الحركة في أي اتجاه.
العيوب:
يقتصر على نقل الحركة بين مهاوي متوازية.
كما أنه يولد الكثير من الضوضاء والاهتزازات خاصة عند السرعات العالية.
هناك حاجة لمحاذاة دقيقة للأعمدة.
بالمقارنة مع بعض أنواع التروس الأخرى، فهي تتمتع بقدرة حمل محدودة.
عند السرعات العالية أو الأحمال، فإنها تتآكل وتعاني من تداخل الأسنان.
التروس حلزونية
على عكس التروس المحفزة التي لها أسنان موازية لمحور دورانها، فإن التروس الحلزونية لها أسنان مقطوعة بزاوية أو حلزونية على طول وجه الترس، ونتيجة لذلك فإنها تشكل نمطًا حلزونيًا حول جسمها على عكس التروس المستقيمة.
تشمل الميزات الرئيسية للتروس الحلزونية ما يلي:
- أسنان زاوية أو حلزونية.
- تشكل الأسنان نمطًا حلزونيًا على طول وجه الترس.
- يمكن أن تعمل مع مهاوي متوازية أو متقاطعة.
- تشغيل سلس وتشغيل هادئ مقارنة بالتروس المحفزة.
فوائد على تحفيز التروس
بالمقارنة مع التروس المحفزة التقليدية، توفر التروس الحلزونية العديد من المزايا بما في ذلك:
1. عملية أكثر سلاسة وأكثر هدوءًا: يمكن رؤية التفاعل التدريجي للأسنان ذات الزوايا في أداء أكثر سلاسة وأكثر هدوءًا مما يحدث عندما تتشابك الأسنان ذات التروس المستقيمة معًا فجأة كما هو الحال في الاقتران الموجه.
2. قدرة حمل أعلى: يتم الحصول على مساحة كبيرة من الاتصال من خلال وجود أسنان بزاوية وبالتالي زيادة قدرة حمل الحمولة لأنظمة التروس الحلزونية.
3. قدرة الدفع المحورية: فهي قادرة على التعامل مع أحمال الدفع المحورية مما يعني أنه يمكن استخدامها حيث توجد قوى محورية (Csmie et al., 2016).
4. قدرة العمود المتقاطع: يمكنها نقل الطاقة بين الأعمدة غير المتوازية مما يجعلها قابلة للتطبيق في مناطق مختلفة.
5. كفاءة أعلى: وذلك لأنه، على عكس التروس المحفزة التي تتشابك بشكل مفاجئ مع بعضها البعض، فإن التروس الحلزونية تخضع لمشاركة تدريجية لأسنانها مما يؤدي إلى زيادة كفاءة نقل الطاقة.
الاستخدامات الشائعة للتروس الحلزونية
- ناقلات الحركة للسيارات والتفاضلية
- الآلات الصناعية (الناقلات، الضواغط، المضخات، الخ)
- المعدات الثقيلة (آلات البناء، معدات التعدين، الخ)
- أنظمة نقل الطاقة
- تطبيقات الفضاء الجوي (ناقلات الطائرات، والمحركات، وما إلى ذلك)
- أنظمة الدفع البحري
- مصانع الدرفلة ومعدات معالجة الصلب
التروس شطبة
تُستخدم هذه الأنواع من التروس لنقل الحركة الدوارة وسط عمودين يتقاطعان بزاوية، يشار إليها عادة بـ 90 درجة. هذا الأخير له شكل مخروطي مع قطع الأسنان بشكل غير مباشر نحو محور الدوران.
أنواع التروس المخروطية
يوجد نوعان رئيسيان للتروس المخروطية على النحو التالي:
التروس المخروطية المستقيمة: لديهم قطع أسنان مستقيمة مما يجعلها مخروطية الشكل حتى يتمكنوا من نقل الحركة بين عمودين متقاطعين بزوايا قائمة.
التروس المخروطية الحلزونية: تحتوي هذه الأسنان على أسنان منحنية تلتف حول مخروط بشكل حلزوني وتم تصميمها بهذه الطريقة لتعمل بهدوء أكبر من الأسنان الحلزونية المستقيمة بينما تكون قادرة على العمل بسرعات وأحمال أعلى دون ضرر أو خطر التآكل.
تطبيق
1. صناعة السيارات - الأنظمة التفاضلية، وآليات التوجيه، وناقل الحركة
2. صناعة الطيران – أنظمة معدات هبوط الطائرات، وناقلات طائرات الهليكوبتر، وما إلى ذلك.
3. الآلات الصناعية - أنظمة النقل، المطابع، المعدات الصناعية الأخرى
4. التطبيقات البحرية – أنظمة دفع السفن وآليات الدفة وغيرها
5. معدات التعدين والبناء مثل الحفارات والرافعات وغيرها.
6. أنظمة نقل الطاقة - علب التروس، مخفضات السرعة، تطبيقات نقل الطاقة المختلفة
أنواع أخرى من التروس
رف وترس
نظام تروس الجريدة المسننة والترس هو نوع من المحركات الخطية التي تحول الحركة الدورانية إلى حركة خطية. وهو يتألف من ترس دائري يتشابك مع قضيب خطي به مجموعة متنوعة من الأسنان المقطوعة.
أثناء الدوران، يتلامس الترس الصغير مع الأسنان الموجودة على الحامل مما يؤدي إلى تحرك الحامل في اتجاه واحد. وعلى العكس من ذلك، فإن حركة الحامل ستؤدي إلى دوران الترس الصغير.
تتضمن بعض الاستخدامات الشائعة لتروس الجريدة المسننة والترس ما يلي:
- أنظمة التوجيه في السيارات
- المحركات المستخدمة في الآلات الصناعية
- آليات الرفع وأنظمة تحديد المواقع
- بوابات وأبواب منزلقة
التروس الداخلية
التروس الداخلية هي أنواع من التروس التي يتم قطع أسنانها داخل فراغ دائري بدلا من خارجه. يتم استخدامها بشكل أساسي مع ترس خارجي تتشابك أسنانه مع الأسنان الداخلية الموجودة على الترس الداخلي.
في أنظمة التروس الكوكبية، غالبًا ما تكون التروس الداخلية بمثابة الشمس المركزية حيث تتفاعل حولها العديد من التروس الكوكبية مع بعضها البعض بالإضافة إلى الحلقة الخارجية.
على سبيل المثال:
1. ناقل حركة السيارات (مجموعات التروس الكوكبية)
2. التروس التفاضلية
3. مخفضات السرعة أو علب التروس
4.الروبوتات وأنظمة الأتمتة
التروس غير الدائرية
التروس غير الدائرية هي تلك التي ليس لها أشكال دائرية كما يوحي اسمها. إنها تمتلك ملفات تعريف مصممة خصيصًا تتيح لها الحصول على أنماط حركة محددة أو نسب متغيرة بين الأجزاء المختلفة.
وقد تشمل هذه:
1. التروس الإهليلجية: هنا هناك نسبة متفاوتة وحركة متذبذبة لأن هذه التروس الإهليلجية غير الدائرية الشكل تمر بهذه المرحلة أثناء نقل الطاقة من نقطة إلى أخرى.
2. التروس تحت الحلقية: يحتوي هذا النوع أيضًا على شكل أسنان فريد يساعد على التحكم الدقيق في الحركة مع نسب التروس المتغيرة.
3. التروس البيضاوية: مثل المثال السابق، التروس البيضاوية لها شكل بيضاوي مما يؤدي إلى حركة متأرجحة وتفاوت نسب التروس.
يتم استخدام التروس غير الدائرية في السياقات التي تكون فيها الحاجة إلى أنماط حركة محددة أو نسب تروس متغيرة، على سبيل المثال:
1. أنظمة الكامات الميكانيكية
2. آليات الفهرسة
3.الروبوتات وأنظمة الأتمتة
4. الآلات المتخصصة مع متطلبات التحكم في الحركة الدقيقة.
مواد وتصنيع العتاد
المواد
تُصنع التروس عادةً من مواد يمكنها تحمل مستويات عالية من الضغط والتآكل. قد تشمل مواد العتاد شائعة الاستخدام ما يلي:
- الفولاذ: المادة الأكثر شيوعًا بسبب قوتها العالية ومتانتها وقابليتها للمعالجة الحرارية لتحسين خصائصها.
- الفولاذ الكربوني: غير مكلف وجيد لتطبيقات القوة المتوسطة.
- سبائك الصلب: خصائص محسنة من خلال إضافة عناصر مثل الكروم والنيكل والموليبدينوم.
- الفولاذ المقاوم للصدأ: مقاومة ممتازة للتآكل، ومناسبة للبيئات التي يكون فيها الصدأ مصدرًا للقلق.
- الحديد الزهر: يستخدم للتروس الكبيرة شديدة التحمل حيث تكون مقاومة التآكل العالية والتكلفة المنخفضة أمرًا مهمًا.
- البرونز: مقاومة جيدة للتآكل واحتكاك منخفض، وغالبًا ما يستخدم في التروس الدودية والتروس في التطبيقات ذات التحميل العالي والسرعة المنخفضة
عمليات التصنيع
صب - مناسبة للتروس الكبيرة أو أحجام الإنتاج الصغيرة خاصة مع الحديد الزهر أو البرونز كمواد.
تزوير - تقوم هذه الطريقة القوية بتشكيل المعادن إلى معادن قوية تستخدم في الغالب في التروس الفولاذية.
بالقطع– يشمل عمليات القطع خاصة التي تتضمن الطحن للوصول إلى الشكل المطلوب للتروس الفارغة بدقة.
هوبينغ – الطريقة الأكثر شيوعًا لقطع أسنان التروس.
الطحن– تستخدم هذه العملية في تصنيع أسنان التروس وغيرها من التشكيلات الجانبية وغيرها.
طحن– يستخدم هذا لضمان دقة التروس وسطح أملس بشكل خاص على التروس المتصلبة.
مسحوق تعدين – يستلزم ذلك ضغط المساحيق المعدنية على شكل تروس ثم تلبيدها؛ مناسبة لإنتاج كميات كبيرة من التروس الصغيرة والمتوسطة الحجم.
حقن صب – تتكون هذه العملية من حقن البلاستيك المنصهر في قالب لصنع ترس بلاستيكي.
خاتمة
تشرح المقالة أنواعًا مختلفة من التروس مثل التروس المحفزة، والتروس الحلزونية، والتروس المخروطية، والتروس الدودية، مما يوفر وصفًا تفصيليًا حول تصميماتها وتطبيقاتها ومزاياها الفريدة. لدى EASIAHOME خبراء في تصنيع التروس الذين يمكنهم مساعدتك في التغلب على الصعوبات في تصنيع التروس.
