تنقسم قوة الترس الحلزوني إلى ثلاثة مكونات رئيسية: القوة المماسية، والقوة الشعاعية، والقوة المحورية. تعمل هذه القوى في وقت واحد أثناء التشغيل، مما يُنشئ أنماط تحميل معقدة تُميز علب التروس حلزونية تختلف التروس المحفزة عن نظيراتها. القوة المماسية تُحرك ناقل عزم الدوران. القوة الشعاعية تُباعد أسنان التروس. القوة المحورية تُولّد قوة دفع على طول محور العمود بسبب زاوية الأسنان الحلزونية.
القوة الظلية (المكون المحيطي)
القوة الظاهرية هي القوة العاملة الأساسية في أي علبة التروس الحلزونية. إنه يعمل بشكل عمودي على نصف قطر الترس ويخلق عزم الدوران الذي يحرك الآلات الخاصة بك.
ترتبط هذه القوة ارتباطًا مباشرًا بالطاقة المنقولة. محرك بقوة ١٠٠ حصان، يُشغّل ترسًا حلزونيًا قطر قاعدته ٢٠٠ مم، يُولّد قوة مماسية تقارب ١٤٣٠٠ نيوتن عند ١٧٥٠ دورة في الدقيقة.
الحساب مباشر:
Ft = 2T/d
حيث T هو عزم الدوران و d هو قطر الملعب.
تُحدد القوة الظاهرية متطلبات قوة أسنان ترسكم. تتحمل التروس الحلزونية الصناعية القياسية قوى ظاهرة تتراوح من 1,000 نيوتن في التطبيقات الخفيفة إلى أكثر من 50,000 نيوتن في المحركات الصناعية الثقيلة. تبقى القوة ثابتة بغض النظر عن الحلزون زاوية، مما يجعله المكون الأكثر قابلية للتنبؤ في حسابات التصميم الخاصة بك.
القوة الشعاعية (المكون الفاصل)
تدفع القوة الشعاعية التروس بعيدًا عن بعضها، مؤثرةً مباشرةً نحو مركزها. في علبة التروس الحلزونية، تساوي هذه القوة عادةً 35-40% من القوة الظاهرية.
لمعيار 20 درجة زاوية الضغط، القوة الشعاعية:
Fr = Ft × tan(20°) = 0.364 × Ft.
ينقل الترس الحلزوني الذي ينقل 10,000 نيوتن من القوة الظاهرية ما يعادل 3,640 نيوتن تقريبًا من الحمل الشعاعي على المحامل.
تزيد القوة الشعاعية من انحراف العمود. ينحرف عمود قطره 50 مم، تحت حمل شعاعي مقداره 5,000 نيوتن، بمقدار 0.05 مم تقريبًا على امتداد 200 مم. يؤثر هذا الانحراف على شبكة التروس المحاذاة ويمكن أن تقلل الكفاءة بنسبة 2-3٪ إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح.
القوة المحورية (مكون الدفع)
القوة المحورية فريدة من نوعها للحلزوني و معدات حلزونية التصاميم. تعمل بشكل موازٍ لمحور التروس، مما يخلق قوة دفع يجب دعمها بشكل صحيح.
يعتمد الحجم على زاوية الحلزون لديك:
Fa = Ft × tan(β)
حيث β هي زاوية الحلزون.
زاوية حلزونية نموذجية مقدارها 15 درجة تُولّد قوة محورية تعادل 27% من القوة الظاهرية. بزيادة زاوية الحلزون إلى 30 درجة، تُضاعف هذه القوة إلى 58%. تستخدم معظم تصميمات علب التروس الحلزونية الصناعية زوايا حلزونية تتراوح بين 15 و25 درجة لتحقيق التوازن بين التشغيل السلس وأحمال الدفع المُدارة.
