▷ التروس: ما هي وأنواعها وخصائصها ومزاياها

تشرح هذه المقالة ما هي التروس وفيم يتم استخدامها. لذلك سوف تكتشف ما هي الأجزاء المختلفة للترس، وما هي الأنواع المختلفة للتروس، علاوة على ذلك، ما هي مزايا وعيوب التروس.

ما هو العتاد؟

الترس عبارة عن آلية مكونة من عجلتين مسننتين أو أكثر مترابطتين معًا. لذلك، يعمل الترس على نقل الحركة الدائرية من ترس إلى ترس آخر من خلال ملامسة أسنانه.

تجدر الإشارة إلى أنه مع الترس لا يتم نقل الحركة الدورانية فحسب، بل أيضًا، اعتمادًا على النسبة بين عدد أسنان عجلتي التروس، يمكن زيادة أو تقليل سرعة الدوران.

في ترس بسيط مكون من عجلتين مسننتين بأحجام مختلفة، نميز بين التاج والترس :

التاج : هذا هو أكبر عجلة مسننة للعتاد.
الترس الصغير : هذا هو أصغر عجلة مسننة للعتاد.

خصائص الآلة

تحتوي التروس على المعلمات المميزة التالية:

الأسنان : هذا هو الجزء من الترس الذي ينفذ قوة الدفع وبالتالي ينقل الحركة الدورانية والطاقة من ترس إلى آخر.
المحور : هو الجزء الأسطواني الموجود في وسط الترس، وظيفته توجيه الحركة الدورانية للترس.
محيط الميل : هو المحيط الوهمي الذي تمتد على طوله أسنان شبكة التروس، بحيث تكون محيطات ميل التروسين المتشابكتين مماستين.
قطر الملعب : هذا هو قطر محيط الملعب.
المحيط الخارجي : هذا هو المحيط الذي يحد من المظهر الخارجي للترس.
القطر الخارجي : هذا هو قطر المحيط الخارجي.
المحيط الداخلي : هو المحيط الذي يمر عبر قاعدة أسنان التروس.
القطر الداخلي : هو قطر المحيط الداخلي .
زاوية الضغط : هي الزاوية التي تتكون من اتجاه قوة التلامس بين ترسين واتجاه السرعة الزاوية للترس.
عدد الأسنان : هذا هو إجمالي عدد أسنان الترس. وعادة ما يتم تمثيله بالرمز Z.
الوحدة : هذه هي النسبة بين قطر خطوة الترس (D _p ) وعدد أسنان الترس (Z). لذا، فإن صيغة حساب معامل الترس هي كما يلي:

$m=\cfrac{D_p}{Z}$

الملعب : هي المسافة بين نقطة على أحد الأسنان ونفس النقطة على السن المجاور. تعتبر هذه الخاصية للتروس مهمة جدًا، لأنه لكي يتشابك الترسان، يجب أن يكون لهما نفس درجة الصوت. خطوة الترس تساوي الرقم pi مضروبًا في قطر ميله ومقسمًا على عدد أسنانه.

$p=\cfrac{\pi\cdot D_p}{Z}$

أنواع التروس

تروس الدفع

Spur gear هو نوع من التروس التي تكون أسنانها مستقيمة. لذلك، فإن السمة الرئيسية للتروس المحفزة هي أنها نوع بسيط جدًا من التروس، نظرًا لأنها عبارة عن أسطوانات ذات أسنان تبرز بشكل شعاعي.

باختصار، على عكس الأنواع الأخرى من التروس مثل التروس الحلزونية والتروس المخروطية، فإن أسنان التروس المحفزة تكون مستقيمة تمامًا.

على المستوى الصناعي، تعتبر التروس المحفزة هي أكثر أنواع التروس استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لبساطتها وسعرها الاقتصادي.

يمكن تصنيف التروس المحفزة إلى نوعين:

التروس الخارجية : توجد أسنان الترس على الجانب الخارجي للترس، أي على الجانب الخارجي للعجلة.
التروس المحفزة الداخلية – توجد أسنان الترس على المظهر الجانبي الداخلي للترس، أي على الجانب الداخلي للعجلة.

معدات تحفيز خارجية

معدات تحفيز داخلية

التروس المحفزة الخارجية قادرة على التشابك مع التروس الخارجية والداخلية. في المقابل، يمكن للتروس المحفزة الداخلية أن تتشابك فقط مع التروس الخارجية.

هناك تروسان خارجيان متشابكان لهما اتجاهان متعاكسان للدوران، ومع ذلك، يدور الترس الداخلي في نفس اتجاه الترس الخارجي الذي تم ربطه به.

التروس حلزونية

يتكون الترس الحلزوني من عجلات مسننة تميل أسنانها بالنسبة لمحور الدوران. بمعنى آخر، التروس الحلزونية هي نوع من التروس التي يتكون شكلها الجانبي من أسنان حلزونية.

تعتمد الزاوية التي تشكلها أسنان الترس الحلزوني مع محور دورانه على السرعة الزاوية التي يجب أن ينقلها:

إذا كانت السرعة الزاوية المرسلة منخفضة، يجب أن تكون الزاوية بين 5 درجة و10 درجة.
إذا كانت السرعة الزاوية المرسلة متوسطة، فيجب أن تكون الزاوية بين 15 درجة و25 درجة.
إذا كانت السرعة الزاوية المرسلة عالية، ينبغي أن تكون الزاوية حوالي 30 درجة.

باختصار، إن تشغيل الترس الحلزوني يشبه تشغيل الترس المستقيم، حيث أن وظيفته هي نقل الحركة الدورانية. ومع ذلك، تسمح التروس الحلزونية بنقل الحركة الدائرية بطريقة مختلفة بفضل الشكل الخاص لأسنانها.

تصنف التروس الحلزونية إلى الأنواع التالية:

التروس الحلزونية ذات العمود المتقاطع : محاور التروس الحلزونية تتقاطع مع بعضها البعض. هذا هو أبسط نوع من التروس الحلزونية.
التروس الحلزونية ذات الأعمدة المتوازية : محاور التروس الحلزونية متوازية. لكي تعمل بشكل صحيح، يجب أن يكون لأسنان الترسين المقترنين نفس زاوية الميل ولكن في اتجاهين متعاكسين. في هذا النوع من التروس الحلزونية، يتم إنتاج القوة المحورية بالإضافة إلى القدرة الدورانية المنقولة.
التروس الحلزونية المزدوجة (أو التروس الحلزونية المتعرجة) : يتكون المظهر الجانبي لهذا النوع من التروس الحلزونية من أسنان حلزونية، وبالتالي تشكيل شكل جانبي على شكل حرف V. تعمل الأسنان المزدوجة لهذا النوع من التروس الحلزونية على التخلص من القوة المحورية التي تظهر عندما تكون المحاور متوازية.

التروس الحلزونية ذات العمود المتقاطع

التروس الحلزونية ذات الأعمدة المتوازية

التروس حلزونية مزدوجة

التروس شطبة

يتكون الترس المخروطي من عجلات مسننة ذات أسنان مخروطية الشكل. ببساطة، التروس المخروطية هي نوع من التروس على شكل مخروط مبتور.

السمة الرئيسية لهذا النوع من التروس هي أنها تسمح بانتقال الحركة الدورانية بين محورين متقاطعين. على الرغم من أن محاور نظام التروس المخروطية عادة ما تكون متعامدة، إلا أنه من الممكن أيضًا تصميمها للعمل بزاوية أخرى.

بشكل عام، التروس المخروطية مصنوعة من الحديد الزهر، سبائك الصلب أو الألومنيوم. ومع ذلك، اعتمادًا على استخدام التروس المخروطية، يمكن أيضًا تصنيعها بمواد غير معدنية، على الرغم من أن هذا نادر جدًا.

ضمن التروس المخروطية، يمكن تمييز عدة أنواع فرعية من التروس:

التروس المخروطية ذات الأسنان المستقيمة : نوع من التروس المخروطية ذات الأسنان المستقيمة.
التروس المخروطية ذات الأسنان الحلزونية – نوع من التروس المخروطية ذات الأسنان الزاوية.
التروس المخروطية ذات الأسنان الحلزونية : نوع من التروس المخروطية ذات الأسنان الحلزونية.
التروس المخروطية Hypoid : نوع من التروس المخروطية التي يكون سطح ميلها زائديًا.

التروس المخروطية المستقيمة

التروس المخروطية ذات الأسنان الحلزونية

التروس المخروطية الحلزونية، التروس المخروطية الحلزونية

التروس المخروطية ذات الأسنان الحلزونية

التروس المخروطية Hypoid

أنواع أخرى من التروس

بشكل عام، يتم تصنيف التروس إلى ثلاثة أنواع: التروس المحفزة، والحلزونية، والمخروطية، كما ناقشنا أعلاه. ومع ذلك، هناك أنواع أخرى من التروس التي من المهم أيضًا أن تعرفها.

الدودة : في الآلية الدودية، يتشابك مسمار تروس حلزوني مع ترس مستقيم أو حلزوني. وبهذه الطريقة تنتقل حركة دائرية بين محورين متعامدين.
ترس الرف : في آلية الرف، تتشابك عجلة مسننة (ترس صغير) مع رف. يستخدم هذا النوع من التروس لتحويل الحركة الدائرية إلى حركة خطية.
التروس المتسلسلة : لا تتشابك التروس مع بعضها البعض، بل تنتقل الحركة الدائرية للتروس عن طريق سلسلة.

الدودة الحلزونية

معدات الرف

التروس مع السلسلة

قطار التروس

قطار التروس عبارة عن آلية نقل دائرية تتكون من مجموعة من التروس. وبعبارة أخرى، فإن قطار التروس هو نظام يتكون من عدة عجلات مسننة متصلة ببعضها البعض.

تسمح مجموعة التروس بنسبة نقل أعلى بكثير من الترس الواحد. لذلك، تعمل مجموعة التروس على زيادة أو تقليل السرعة الزاوية للعمود إلى حد أكبر من ترس واحد. من ناحية أخرى، يشغل الترس عمومًا مساحة أكبر من الترس البسيط الذي يتكون من عجلتين مسننتين.

في الصورة التالية يمكنك رؤية مثال لقطار تروس، بشكل أدق، هو قطار يتكون من خمس تروس: ترس الإدخال، ترس مزدوج، ترس خامل، ترس الإخراج. مخرج.

تبدأ الآلية من عجلة الإدخال، وهي العجلة اليسرى. عند تطبيق الحركة الدورانية على ترس الإدخال، تدور التروس اللاحقة أيضًا نظرًا لدمج العجلات معًا.

في هذه الحالة، يتم زيادة سرعة الدوران في خطوتين. أولاً، تحتوي عجلة الإدخال على أسنان أكثر من تروسها، وبالتالي تزداد السرعة الزاوية. هذا الترس عبارة عن ترس مزدوج له ترس آخر مقترن بعموده، كما أن الترس المذكور يحتوي أيضًا على أسنان أكثر من ترس الخرج، وبالتالي تزداد السرعة الزاوية للمرة الثانية.

نسبة نقل العتاد

نسبة التروس هي النسبة بين سرعات الدوران لتروسين. على وجه التحديد، يتم تعريف نسبة النقل بين ترسين على أنها نسبة السرعة الزاوية لمعدات الإخراج إلى السرعة الزاوية لمعدات الإدخال.

$i=\cfrac{\omega_2}{\omega_1}=\cfrac{Z_1}{Z_2}=\cfrac{D_1}{D_2}$

ذهب:

$i$

هي نسبة الإرسال.
$\omega_1$

هي السرعة الزاوية لعجلة الإدخال.
$\omega_2$

هي السرعة الزاوية لعجلة الإخراج.
$Z_1$

هو عدد أسنان ترس الإدخال.
$Z_2$

هو عدد أسنان ترس الإخراج.
$D_1$

هو قطر عجلة الإدخال.
$D_2$

هو قطر عجلة الإخراج.

ومن معادلة نسبة النقل يمكننا استنتاج ما يلي:

i>1 : إذا كانت نسبة التروس أكبر من 1، فهذا يعني أن السرعة الزاوية للخرج أكبر من السرعة الزاوية للإدخال. ولذلك، فإن عدد أسنان وقطر ترس الإخراج أقل من عدد أسنان وقطر ترس الإدخال.
i<1 : إذا كانت نسبة الإرسال أقل من 1، فهذا يعني أن السرعة الزاوية للخرج أقل من السرعة الزاوية للإدخال. ولذلك، فإن عدد أسنان وقطر ترس الإخراج أكبر من عدد أسنان وقطر ترس الإدخال.
i=1 : إذا كانت نسبة التروس تساوي 1، فهذا يعني أن السرعة الزاوية للخرج تعادل السرعة الزاوية للإدخال. وبالتالي فإن عدد الأسنان وقطر العجلتين متطابقان.

مزايا وعيوب التروس

بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من آليات نقل الحركة، تتمتع التروس بالمزايا والعيوب التالية:

مزايا التروس:

لا توجد إمكانية للانزلاق بين التروس، مما يقلل من أعطال الآلية.
يمكن للتروس نقل قوى عالية.
الأداء الميكانيكي للتروس مرتفع.
بشكل عام، تتطلب التروس القليل من الصيانة.
تشغل التروس عمومًا مساحة صغيرة.

عيوب التروس :

من الصعب صنع التروس.
ولذلك، فإن سعر التروس عادة ما يكون أعلى من أنواع الآليات الأخرى.
على الرغم من أن الضوضاء الناتجة تعتمد على نوع الترس المستخدم، إلا أنها بشكل عام عبارة عن نظام نقل حركة صاخب.