التروس الدودية والتروس المسننة نوعان من أنظمة التروس المستخدمة لنقل الحركة والطاقة في التطبيقات الميكانيكية. وفي حين أن كليهما يحول الحركة الدورانية إلى حركة خطية، إلا أنهما يختلفان في تصميمهما وتشغيلهما وملاءمتهما لحالات الاستخدام المختلفة.
ما هو العتاد الدودي
A دودة العتاد يتكون من دودة تشبه البرغي، وعجلة دودية أو ترس. الدودة هي العنصر المحرك، وتتشابك خيوطها مع أسنان العجلة الدودية، وهي العنصر المحرك. عندما تدور الدودة، فإنها تُسبب دوران العجلة الدودية أيضًا، ولكن بسرعة أبطأ وعزم دوران أعلى.
يمكن أن تحتوي الدودة على خيوط مفردة أو خيوط متعددة، تُعرف باسم البدايات. نسبة والعتاد تعتمد سرعة دوران ترس دودي على عدد البدايات في الدودة وعدد الأسنان في عجلة الدودة. عادةً ما يتم تصميم تروس الدودة بنسبة تروس كبيرة، مما يعني أن دورة واحدة للدودة تؤدي إلى دورة صغيرة لعجلة الدودة.
من الخصائص الفريدة للتروس الدودية خاصية القفل الذاتي. فبفضل الاحتكاك بين الدودة وعجلتها الدودية، يمنع نظام التروس الحركة للخلف عند عدم دوران الدودة. تُعد هذه الميزة مفيدة في التطبيقات التي تتطلب تثبيت الحمل في موضعه، مثل آلات الرفع.
ما هو الرف والترس
يتكون نظام الرف والترس من ترس دائري يسمى الترس الصغير وقضيب ترس خطي يسمى الرف. يحتوي الترس الصغير على أسنان تتشابك مع الأسنان الموجودة على الرف. عندما يدور الترس الصغير، فإنه يتسبب في تحرك الرف بشكل خطي على طول محوره. وعلى العكس من ذلك، يمكن أن تتسبب الحركة الخطية للرف في دوران الترس الصغير.
تُستخدم أنظمة الرف والترس عادةً في التطبيقات التي تتطلب تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية أو العكس. وهي توفر وسيلة بسيطة وفعالة لنقل الطاقة والحركة بين عنصرين. تعتمد نسبة التروس في نظام الرف والترس على حجم الترس الصغير وزاوية أسنان الرف.
على عكس التروس الدودية، لا تحتوي أنظمة الرف والترس على خاصية القفل الذاتي. يمكن أن يدور الترس بحرية في أي اتجاه ما لم يتم استخدام آلية قفل خارجية. تسمح هذه الخاصية بالتحكم في الحركة ثنائية الاتجاه وتمكن النظام من التحرك للخلف عند الضرورة.
الفرق بين الترس الدودي والترس المسنن
تصميم
الفرق الأساسي بين التروس الدودية وأنظمة الرف والترس يكمن في تصميمها. تتكون التروس الدودية من دودة وعجلة دودية تتشابك بزاوية 90 درجة، بينما تحتوي أنظمة الرف والترس على ترس دائري يتشابك مع رف خطي.
تشتهر التروس الدودية بتصميمها المدمج، حيث يمكن تركيب الدودة وعجلة الدودة على أعمدة غير متقاطعة. يسمح هذا التكوين بتصميم أكثر كفاءة في استخدام المساحة مقارنة بأنظمة الرف والترس، والتي تتطلب محاذاة الترس والترس على نفس المستوى.
الكفاءة
تتميز التروس الدودية عمومًا بكفاءة أقل مقارنةً بأنظمة الترس والجناح، وذلك بسبب الاحتكاك الانزلاقي بين الدودة وعجلة الدودة. تعتمد كفاءة الترس الدودي على عوامل مثل زاوية تقدم الدودة، وعدد مرات بدء التشغيل، ومعامل الاحتكاك بين الأسطح المتلامسة.
من ناحية أخرى، تتمتع أنظمة الرف والترس بكفاءة أعلى لأن أسنان الترس والترس تتلامس مع التلامس المتدحرج بدلاً من التلامس المنزلق. ويؤدي هذا إلى انخفاض الخسائر الاحتكاكية وتحسين كفاءة نقل الطاقة.
سرعة
تُستخدم التروس الدودية عادةً في التطبيقات التي تتطلب نسب تروس عالية وخفضًا كبيرًا للسرعة. تكون سرعة دوران العجلة الدودية أبطأ كثيرًا من سرعة الدودة، مما يجعل التروس الدودية مناسبة للتطبيقات التي تتطلب حركة بطيئة ومنضبطة.
ومع ذلك، لا توفر أنظمة الرف والترس خفض السرعة بطبيعتها. فالسرعة الخطية للرف تتناسب طرديًا مع سرعة دوران الترس. وإذا كان خفض السرعة مطلوبًا، فيجب دمج مراحل تروس إضافية في النظام.
طوق معدني للعنق
تتميز التروس الدودية بالكفاءة في التطبيقات التي تتطلب نقل عزم دوران مرتفع. حيث يسمح التلامس الانزلاقي بين الدودة وعجلة الدودة بمساحة تلامس كبيرة، مما يمكن النظام من التعامل مع أحمال عزم دوران كبيرة. كما تساهم طبيعة القفل الذاتي للتروس الدودية في قدرتها على تثبيت الأحمال في موضعها دون الحاجة إلى آليات كبح إضافية.
على الرغم من قدرة أنظمة الترس والرف على نقل عزم الدوران، إلا أنها ليست مناسبة للتطبيقات ذات عزم الدوران العالي مثل التروس الدودية. يحد التلامس المتدحرج بين أسنان الترس والرف من أقصى عزم دوران يمكن نقله دون التسبب في تآكل أو تشوه مفرط.
اتجاهية
تتمتع التروس الدودية بخاصية اتجاهية فريدة بسبب طبيعتها ذاتية القفل. في معظم الحالات، يمكن للدودة أن تدفع عجلة الدودة، لكن عجلة الدودة لا تستطيع دفع الدودة. يعد هذا النقل في اتجاه واحد مفيدًا في التطبيقات التي يجب فيها منع الدفع للخلف أو الحركة العكسية.
من ناحية أخرى، تسمح أنظمة الرف والترس بالحركة ثنائية الاتجاه. يمكن للرف أن يدفع الرف، ويمكن للرف أيضًا أن يدفع الترس، اعتمادًا على القوة أو عزم الدوران المطبق. تمكن هذه الميزة من استخدام أنظمة الرف والترس في التطبيقات التي تتطلب حركة عكسية أو حيث قد تؤثر قوى خارجية على النظام.
ذكية ومتخصصة
تُستخدم التروس الدودية على نطاق واسع في التطبيقات التي تعطي الأولوية لنقل عزم الدوران العالي والتصميم المدمج والقدرة على القفل الذاتي. تتضمن بعض التطبيقات الشائعة ما يلي:
- معدات الرفع والرفع
- أنظمة النقل
- مشغلات الصمام
- الروبوتات والأتمتة
- آليات التوجيه للسيارات
تُستخدم أنظمة الرف والترس على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب التحكم الدقيق في الحركة الخطية والحركة ثنائية الاتجاه. تتضمن التطبيقات النموذجية ما يلي:
- آلات CNC والطابعات ثلاثية الأبعاد
- أنظمة التوجيه في المركبات
- المحركات الخطية والشرائح
- البوابات وأنظمة الحواجز
- الروبوتات والأتمتة
