وحدة علبة تروس مخروطية حلزونية صينية الصنع لعلبة تروس CZPT PS135 8/39 ذات 22 سنًا حلزونية محورية

كيفية اختيار علبة تروس حلزونية

يعتمد اختيار علبة التروس الحلزونية الأنسب على نوع التطبيق الذي ترغب في استخدام التروس فيه. ستحتاج إلى مراعاة نسب التلامس وإجمالي تحولات الملف الشخصي المطلوبة.

تُعد التروس المستقيمة أكثر كفاءة من التروس الحلزونية.

بالمقارنة مع التروس الحلزونية، تتميز التروس المستقيمة بأسنان مستقيمة موازية لمحور الترس. ونظرًا لكفاءتها العالية، تُستخدم التروس المستقيمة غالبًا في التطبيقات منخفضة السرعة. مع ذلك، تُعد التروس الحلزونية أفضل للتطبيقات منخفضة الضوضاء وعالية السرعة. وعلى الرغم من مزاياها، تُستخدم التروس المستقيمة أيضًا في بعض الأجهزة.
لا تتمتع التروس المستقيمة بنفس متانة التروس الأخرى. فهي أقل كفاءة في نقل الطاقة لمسافات طويلة، وتُصدر ضوضاءً عالية عند السرعات العالية. كما أنها تُحمّل المحامل بحمل شعاعي. وتُنتج أيضًا اهتزازات كبيرة قد تحدّ من السرعة القصوى للتشغيل.
تُعدّ التروس الحلزونية أفضل في نقل الأحمال، وتُستخدم في العديد من التطبيقات، بما في ذلك ناقلات الحركة في السيارات والمصاعد والناقلات. كما تُولّد التروس الحلزونية قوة دفع كبيرة، وهي أيضاً أقل ضجيجاً من التروس المستقيمة.
على عكس التروس المستقيمة، تستخدم التروس الحلزونية محامل لتحمل حمولة الدفع. كما أنها تحتوي على عدد أكبر من الأسنان، لذا فهي قادرة على تحمل أحمال أكبر من التروس المستقيمة. ويمكن استخدامها أيضاً في أعمدة غير متوازية.
تُستخدم التروس الحلزونية عمومًا في الأنظمة الميكانيكية عالية السرعة. كما أنها تتميز بتآكل أقل على أسنانها الفردية وتشغيل أكثر هدوءًا من التروس المستقيمة.
تُعدّ التروس الحلزونية تطويراً للتروس المستقيمة، وتُستخدم أيضاً في صناعة الطباعة والمصاعد وعلب تروس السيارات. غالباً ما تُستخدم مع التروس الدودية لتوزيع الأحمال. تتميز بقدرة أعلى على السرعات، لكنها ليست بكفاءة التروس المستقيمة. تُستخدم في بعض الأنظمة الميكانيكية عالية السرعة لأنها تُولّد ضوضاء واهتزازات أقل.
تُستخدم التروس المستقيمة عادةً في التطبيقات منخفضة السرعة، مثل أنظمة التروس المسننة. تصميمها يجعلها أكثر كفاءة في نقل الطاقة، لكنها أقل متانة من التروس الحلزونية.
تكون مساحة التصميم محدودة بناءً على المسافة المركزية المطلوبة، ونسبة التروس المستهدفة، ومجموع تحولات المظهر الجانبي.
باستخدام معايير مستمدة إحصائياً، أجرى الباحثون عملية تحسين متعددة الأهداف لتغيير شكل ترسين أسطوانيين خارجيين. وكان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو زيادة الكفاءة إلى أقصى حد وتقليل فقد الطاقة إلى أدنى حد في المساحة المُحسَّنة.
لتحقيق ذلك، استخدم الباحثون خوارزمية تحسين متعددة الأهداف شملت جميع جوانب التحول الأمثل للملف الشخصي. تقوم الخوارزمية بتقييم دالة الهدف على مدى سلسلة من الأجيال لتحديد الحل الأمثل.
استندت خوارزمية التحسين متعددة الأهداف إلى خوارزمية تحسين مُثبتة. تجمع هذه الخوارزمية بين التقدير التحليلي لأحمال الضغط وطريقة فعّالة لحساب تشوهات علبة التروس. وباستخدام الصيغ المذكورة آنفًا، تمكّن الباحثون من تحديد حلٍّ مُجدٍ. كما أظهرت الحسابات العددية أن معاملات الانزلاق النوعية المقابلة متوازنة تمامًا.
لتحديد الطريقة الأمثل لتحديد تغير شكل السطح، اختار الباحثون الطريقة الأكثر كفاءة بناءً على معياري الكفاءة والكتلة. وقد اعتُبر معيار الكفاءة هو الأهم نظرًا لصغر حجم نطاق التحسين الناتج. ويُسهم هذا المعيار في الحد من أعطال التآكل.

تُعدّ عملية التصليد السطحي أكبر معالجة حرارية للتروس الأسطوانية. يوفر معيار ISO/TR 4467:1982 دليلاً عملياً للتروس. أكبر نصف قطر للترس الصغير والترس الكبير هما rb1 وrb2 على التوالي. عادةً ما تُضبط نسبة عرض السن إلى قطر دائرة القاعدة للترس الصغير بحيث تكون أقل من 1.
تزداد سرعة الانزلاق كلما زادت المسافة من نقطة الارتطام في خط العمل
يحدث انحراف في شكل الترس الحلزوني نتيجة للحمل الواقع على أسنانه. ومع ذلك، فإن زاوية الضغط المثلى لهذا الترس غير معروفة.
لا يمكن حساب زاوية الضغط الصحيحة للترس الحلزوني دون نموذج سطحي. بافتراض أن الضغط منتظم على كامل السطح، فإن زاوية ضغط تبلغ 20 درجة تُعدّ خيارًا مناسبًا. مع ذلك، يتطلب هذا نموذجًا رياضيًا يمكن اشتقاقه من معادلة أرتشارد للتآكل.
بشكل عام، تتأثر زاوية الضغط بالقطر، بالإضافة إلى هندسة تعشيق التروس. من المهم معرفة الزاوية الفعلية للترس الحلزوني لأن ذلك سيؤثر على انحناء السطح، والقوة العمودية، والقوة القطرية.
أفضل طريقة لقياس زاوية الضغط هي مراعاة قطر دائرة الخطوة النظري. إذا كان قطر دائرة الخطوة صغيرًا، فستكون الزاوية الفعلية أصغر، مما يُسبب فجوة بين جانبي الترس. مع ذلك، قد يؤدي ذلك أيضًا إلى تشوه الترس، ما يُسبب سلوكًا غير متوقع أثناء التشغيل.
أحد الجوانب المهمة هو مستوى الخطوة، وهو مستوى وهمي مماس لأسطح الخطوة. مستوى الخطوة هو المستوى العمودي على المستوى المحوري للمقطع العرضي للترس. ويُستخدم عادةً كنقطة مرجعية لحساب زاوية الضغط العرضي.
زاوية ضغط التشغيل هي زاوية خط الضغط في تعشيق التروس. هذه الزاوية هي نفسها زاوية الضغط المرجعية، ولكن طول خط التلامس يكون أقصر.
أفضل طريقة لحساب زاوية ضغط التشغيل هي استخدام خط الضغط الناتج عن تعشيق التروس، مما يُعطي قيمة أكثر دقة. ترتبط الزاوية الفعلية لخط الضغط بنسبة النقل، والتي تُعطى عادةً كنسبة اسمية للسرعات الزاوية. وتتذبذب السرعات الفعلية حول هذه النسبة.

تآكل جذر سن الترس الحلزوني

قد يؤثر وجود تجويف سفلي عند جذر الترس الصغير على توزيع الحمل على طول خط تلامس التروس الحلزونية. وقد ينتج عن ذلك أحمال أعلى من الحمل الاسمي على بعض الأسنان وضوضاء متغيرة السعة.
يتأثر جذر السن بعدة عوامل، منها شكل أداة قطع الأسنان. يجب تصميم أداة القطع بحيث تتجنب حدوث تآكل سفلي دون تقليل عدد الأسنان. ويتحقق ذلك من خلال عملية تُسمى تغيير شكل السن.
يحدث تغيير شكل السطح عندما يتغير عمق أداة القطع، مما يمنع حدوث التآكل الجانبي. ويُستخدم هذا التغيير غالبًا في عمليات التصنيع لتحقيق نسبة تداخل أكبر. فكلما زادت نسبة التداخل، قلّ التباين بين خطوط التلامس، مما يقلل من أحمال الأسنان الديناميكية والضوضاء.
يرتبط تغير شكل السطح عادةً بطرف أداة القطع. هذه هي النقطة التي يخرج عندها شكل السطح الحلزوني من الترس، قبل أن يبدأ الطرف بالتناقص التدريجي. يمكن تحديد شكل السطح الحلزوني لكل مقطع عرضي من عرض وجه الترس. نقطة الحدود هي نقطة التماس بين شكل السطح الحلزوني وشكل جذر الترس.
يُعدّ منحنى التطور الدائري طريقة شائعة لتحديد شكل سنّ الترس. منحنى التطور هو المسار الذي ترسمه النقطة على الخط عند الدوران على دائرة. وهو ميزة مفيدة للتروس الأسطوانية ذات منحنى التطور.
تُعد زاوية الحلزون مهمة أيضاً للتروس الحلزونية، إذ تُتيح قدرة تلامس أكبر وتزيد من قدرة الترس على الانحناء. يجب تضمينها في مواصفات أسنان التروس الحلزونية، ويجب أن تكون الزاوية قابلة للقياس وأن تتضمن علامة (+) أو (-).
تعتمد قوة انحناء السن على شكل الجذر. ويؤدي وجود تجويف كبير في الجذر إلى تقليل قوة السن.

نسب التلامس

سواءً كان صندوق التروس الحلزوني ديناميكيًا أو مستقرًا، فإن نسبة التلامس تُعدّ عاملًا أساسيًا. تُعرّف نسبة التلامس الكلية متوسط ​​عدد الأسنان المتلامسة في مستوى العمل، ويتم حسابها بضرب نسبة التلامس العرضية في نسبة التداخل. نسبة التداخل دائمًا ما تكون غير صفرية.
يجب أن تكون نسبة التلامس الكلية 1.0 أو أكبر لضمان دوران ثابت السرعة على جانب الترس المُدار. من المعروف أن التروس ذات نسبة التلامس الكلية المنخفضة تُبطئ دوران الترس المُدار. تتأثر نسبة التلامس الكلية بطول خط التلامس. تُعد نسبة التلامس العالية خيارًا جيدًا للأحمال الديناميكية.
تؤدي نسبة التلامس المنخفضة إلى زيادة في تغير شكل السطح وزيادة في الضوضاء. أما إذا كانت نسبة التلامس مرتفعة جدًا، فقد تتسبب في زيادة سرعة انزلاق السطح وتآكله. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي عدم توزيع الحمل بالتساوي إلى اهتزازات متغيرة السعة.
الترس الحلزوني عبارة عن زوج من التروس المستقيمة الرفيعة. تترتب هذه التروس في مستوى موازٍ لعرض وجه أسنانها. يلامس كل سن من أسنان الترس الجانبي للسن المجاور له. سطح سن الترس الحلزوني هو سطح ثلاثي الأبعاد مماس لدائرة قاعدة التروس.
يُعدّ شكل سنّ الترس الحلزوني عاملاً أساسياً في نسبة التلامس. ويُصمّم شكل السنّ بما يتناسب مع قطعة العمل، وأدوات التشكيل، ومعاملات انخفاض السنّ، وقوى السنّ، وصلابة انحناء السنّ. كما يجب أن يرتبط شكل سنّ الترس بحركة سطح السنّ وتعديلات الهندسة الدقيقة.
المقطع الفعال هو منطقة من المقطع الحلزوني بين نقطتي البداية والنهاية. ويُطلق على مقطع السن الذي يحقق القانون الأساسي لعمل أسنان التروس اسم المقطع المترافق.

تم التحرير بواسطة CX بتاريخ 23-04-2023