تشكل علب التروس مكونًا أساسيًا في مجموعة كبيرة من الآلات، بدءًا من المعدات الصناعية وحتى السيارات. ومع ذلك، مع توافر العديد من الأنواع، قد يكون اختيار علبة التروس المثالية لتطبيق معين مهمة شاقة.
ستقدم هذه المقالة نظرة عامة على الفئات الرئيسية لعلب التروس، بما في ذلك التصميمات الصناعية والسيارات والمتخصصة. سنستكشف الخصائص الرئيسية والمزايا وحالات الاستخدام النموذجية لكل نوع رئيسي من علب التروس للمساعدة في توجيه عملية الاختيار الخاصة بك.
أنواع علب التروس الصناعية
علب التروس حلزونية
علب التروس الحلزونية تتميز التروس ذات الأسنان المقطوعة بزاوية على محور العمود. يسمح هذا القطع الزاوي للأسنان بالتشابك تدريجيًا، مما يؤدي إلى تشغيل أكثر سلاسة وهدوءًا مقارنة بالتروس المقطوعة بشكل مستقيم. كما يتيح التلامس المتداخل للتروس الحلزونية نقل أحمال أعلى. غالبًا ما تحتوي علب التروس الحلزونية على مراحل تروس متعددة لتحقيق نسب تخفيض عالية في حجم صغير. تُستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب عزم دوران عاليًا وضوضاء منخفضة، مثل الناقلات والمضخات وآلات التعبئة والتغليف.
علب التروس الكوكبية
علب التروس الكوكبيةتتكون علب التروس الكوكبية، المعروفة أيضًا باسم علب التروس الدائرية، من ترس مركزي "شمسي" محاط بتروس كوكبية متعددة، جميعها داخل ترس حلقي خارجي. تدور التروس الكوكبية على أعمدتها الخاصة بينما تدور أيضًا حول الترس الشمسي، مما يسمح بنقل الطاقة عبر مسارات متعددة في آنٍ واحد. يوفر هذا التكوين الفريد كثافة طاقة عالية، ونسب تخفيض كبيرة، وكفاءة ممتازة في تصميم مدمج. غالبًا ما تُستخدم علب التروس الكوكبية في التطبيقات التي تتطلب عزم دوران عاليًا في مساحات محدودة، مثل الروبوتات، وأنظمة الطيران، والمعدات الثقيلة.
علب التروس دودة
علب التروس الدودية استخدم ترسًا حلزونيًا يشبه اللولب لتشغيل ترس عجلة دودية متزاوج. يتشابك الترس الدودي مع العجلة الدودية بزاوية 90 درجة، مما يسمح بتخفيضات كبيرة في السرعة في مرحلة واحدة. دودة التروس تتمتع أيضًا بخصائص قفل ذاتية متأصلة، حيث لا تستطيع عجلة الدودة تحريك الدودة. وهذا يجعل علب التروس الدودية مثالية للتطبيقات التي تتطلب تحديد المواقع بدقة أو عزم دوران عالٍ، مثل معدات الرفع ومشغلات البوابة والآليات القابلة للتعديل. ومع ذلك، فإن التلامس الانزلاقي بين التروس يؤدي إلى كفاءة أقل مقارنة بأنواع علب التروس الأخرى.
شطبة علبة التروس
تستخدم علب التروس المخروطية تروسًا مخروطية الشكل ذات أسنان مقطوعة على سطح زاوي لنقل الطاقة بين الأعمدة المتقاطعة، عادةً بزوايا 90 درجة. أكثر الأنواع شيوعًا هي التروس المخروطية المستقيمة، والتروس المخروطية الحلزونية، و تروس هيبويدتتميز التروس المخروطية المستقيمة بأسنان مستقيمة، وتُستخدم في التطبيقات منخفضة السرعة والحمل. أما التروس المخروطية الحلزونية، فتتميز بأسنان منحنية لضمان تشغيل أكثر سلاسة وهدوءًا وتحملًا أعلى للحمل. أما التروس الهيبويدية فهي نوع خاص من التروس المخروطية الحلزونية ذات محاور مزاحة، مما يسمح بتروس أكبر وعزم دوران أعلى.
تحفيز علبة التروس
تستخدم علب التروس المحفزة تروسًا ذات أسنان مستقيمة موازية لمحور العمود. تصميمها البسيط يجعلها فعالة من حيث التكلفة ونقل الطاقة بين الأعمدة المتوازية. ومع ذلك، فإن الأسنان المستقيمة القطع قد تُولد ضوضاء واهتزازًا أكثر من التروس الحلزونية. عادةً ما تكون علب التروس المحفزة متعددة المراحل، مع مجموعات متعددة من التروس لتحقيق خفض السرعة المطلوب. تُستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية حيث تُعطى الأولوية للتكلفة والبساطة على الضوضاء والأحمال العالية، مثل معدات مناولة المواد والآلات الزراعية وآلات النسيج.
أنواع نواقل الحركة في السيارات
ناقل الحركة اليدوي
تتطلب نواقل الحركة اليدوية، المعروفة أيضًا باسم نواقل الحركة اليدوية، من السائق تغيير التروس يدويًا باستخدام دواسة القابض وناقل الحركة. يتكون ناقل الحركة من سلسلة من التروس التي يتم تعشيقها وفصلها بواسطة السائق لمطابقة سرعة المحرك مع سرعة العجلة المطلوبة.
ناقل حركة أوتوماتيكي
تنقل ناقل الحركة الأوتوماتيكي التروس تلقائيًا دون تدخل مباشر من السائق. ويستخدم نظامًا معقدًا من التروس الكوكبية، القابض، وأدوات التحكم الهيدروليكية لتغيير التروس بسلاسة بناءً على سرعة السيارة ومدخلات الخانق.
ناقل الحركة المتخصص للسيارات
بالإضافة إلى ناقل الحركة اليدوي والأوتوماتيكي، هناك العديد من أنظمة ناقل الحركة المتخصصة المستخدمة في أنواع معينة من المركبات:
- تستخدم ناقل الحركة المتغير باستمرار (CVTs) حزامًا أو سلسلة تعمل بين بكرتين قابلتين للتعديل لتوفير عدد لا نهائي من نسب التروس، مما يسمح للمحرك بالعمل دائمًا بأقصى سرعته كفاءة.
- تستخدم ناقل الحركة ثنائي القابض (DCTs) قابضين منفصلين، أحدهما للتروس الفردية والآخر للتروس الزوجية. وهذا يسمح بتغييرات سريعة للغاية للتروس وكفاءة أكبر، حيث يجمع بين أفضل جوانب ناقل الحركة اليدوي والأوتوماتيكي.
- إن ناقل الحركة اليدوي الآلي هو في الأساس ناقل حركة يدوي مع قابض يعمل تلقائيًا وتغيير يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر. ويهدف إلى توفير كفاءة ناقل الحركة اليدوي مع سهولة استخدام ناقل الحركة الأوتوماتيكي.
أنواع علب التروس المتخصصة
علب التروس ذات رد الفعل العكسي الصفري
صُممت علب التروس التي لا تحتوي على ارتجاج عكسي، والمعروفة أيضًا باسم علب التروس التي لا تحتوي على ارتجاج عكسي أو علب التروس المضادة للارتداد العكسي، لإزالة الفجوة الصغيرة أو "اللعب" الذي يوجد عادةً بين أسنان ترسين متشابكين. يمكن أن يتسبب هذا الارتداد العكسي في حدوث أخطاء في التموضع والاهتزاز والتآكل في التطبيقات عالية الدقة.
تستخدم التصميمات الخالية من الارتداد تروسًا مقسمة محملة بنابض خاص، أو تروسًا مدببة، أو مجموعات تروس مزدوجة تدور في اتجاهين متعاكسين للحفاظ على اتصال دائم بين أسنان التروس. وهذا يسمح لها بنقل الحركة بدقة عالية للغاية وقابلية للتكرار، وغالبًا ما يتم قياسها بالثواني القوسية.
علب التروس المخصصة
بالنسبة للتطبيقات ذات المتطلبات الفريدة التي لا يمكن تلبيتها من خلال تصميمات علب التروس القياسية، قد تكون علب التروس المخصصة ضرورية. يتم تصميم علب التروس المخصصة وتصنيعها وفقًا للمواصفات الدقيقة لآلة أو نظام معين.
وتشمل الأمثلة علب التروس الكوكبية المصغرة المستخدمة في الروبوتات الجراحية، وعلب التروس المحورية منخفضة رد الفعل لأبراج المركبات العسكرية، وعلب التروس المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والمقاوم للتآكل المستخدمة في معالجة الأغذية والمواد الكيميائية.
في بعض الحالات، قد تدمج علب التروس المخصصة مكونات أخرى مثل المكابح أو القوابض أو مستشعرات السرعة أو محركات السيرفو للحصول على حل متكامل. والهدف هو توفير وحدة نقل طاقة جاهزة للاستخدام مصممة خصيصًا للتكامل السلس في النظام الإجمالي.
