ما هي التروس المخروطية؟ | أمثلة وتطبيقات 2024

يلعب نقل الطاقة دورًا حاسمًا في الآلات. وتعد التروس المخروطية أحد المكونات الرئيسية التي تضمن التشغيل السلس في العديد من التطبيقات. سنقرأ في هذه المقالة عن التروس المخروطية وخصائصها وتطبيقاتها المتنوعة.

سواءً كنت مهندسًا أو مبتدئًا تبحث عن بعض المعلومات القيمة حول التروس المخروطية، فإن هذا الدليل سيوسع نطاق وصولك إلى المكونات الميكانيكية.

إذا كنت تستخدم التروس المخروطية لتغيير اتجاه نقل الطاقة، فستتمكن من نقل الطاقة من مصدر واحد في جميع الاتجاهات.

ما هي التروس المشطوفة؟

تستخدم التروس المخروطية المخروطية مع تروس مخروطية أخرى. وهي ذات أسنان منحوتة في جوانب مخروطية وتستخدم لنقل الدوران بين محورين ليتقاطعا بزاوية قائمة. يتم تركيبها بحيث تتقاطع محاورها الدوارة عند تغيير اتجاه محور الطاقة إلى محور مختلف أو الجمع بين التروس المخروطية المخروطية.

أنواع التروس المخروطية المخروطية

• ترس مخروطي مستقيم:
• ترس مخروطي مخروطي حلزوني:
• ترس زيرول المخروطي المخروطي:
• ترس هيبويد:
• ترس ميتري:

تستخدم التروس المخروطية المخروطية على نطاق واسع في جميع الصناعات وتنقسم إلى عدة أنواع. يتم إنتاج منتجات التروس المخروطية المخروطية بكميات هائلة في جميع أنحاء العالم بأسره. بالإضافة إلى ذلك، بحصة سوقية تبلغ تقريبًا 42%تتصدر الصين الدولتين الأخريين، اليابان وكوريا الجنوبية، بحصص تبلغ 161 تيرابايت و61 تيرابايت و61 تيرابايت على التوالي. وبالمثل، تستحوذ الشركات المصنعة للمعدات في الولايات المتحدة الأمريكية على حصة كبيرة من السوق.

فيما يلي الأنواع الأكثر شيوعاً من التروس المخروطية المخروطية:

ترس مخروطي مستقيم

الترس المخروطي المستقيم، الذي تبلغ حصته السوقية 43%، هو أكبر فئة منتجات من الترس المخروطي. الترس المخروطي المخروطي المستقيم هو نوع من الترس المخروطي المخروطي حيث يتم قطع الأسنان بشكل مستقيم وتتناقص نحو قمة الترس. نظرًا لأن القوة المؤثرة في الاتجاه المحوري صغيرة، فإنه غالبًا ما يستخدم في الأماكن التي تكون فيها أحمال الدفع مكروهة.

كما أن لها ميزة تبسيط المحمل. أما العيب فهو أنه عند الدوران بسرعات عالية، يزداد الضجيج والاهتزاز. وبسبب هذه الميزات، يوصى باستخدام التروس المخروطية المستقيمة عندما تكون التكلفة أولوية والدوران عالي السرعة غير مطلوب والضوضاء ليست مشكلة.

يستخدم بشكل عام عند التشغيل بسرعة منخفضة نسبياً (سرعة محيطية 2 م/ث أو أقل). من السهل نسبياً تصنيعها وهي مناسبة بشكل خاص لأدوات الماكينات وآلات الطباعة وما إلى ذلك، وكذلك الأجهزة التفاضلية - الترس المخروطي الأكثر شيوعاً لنقل الطاقة.

ترس مخروطي مخروطي حلزوني

الترس المخروطي الحلزوني هو نوع آخر من التروس المخروطية. تكون آثار الأسنان حلزونية وحلزونية، مما يخلق زاوية حلزونية، ويتشابك الترسان المتقاطعان مع بعضهما البعض، مما يخلق شبكة أقوى. وتشمل المزايا انخفاض الضوضاء والاهتزازات حتى أثناء الدوران عالي السرعة، وقوة سطح السن العالية، وضغط أقل على سطح السن.

بالإضافة إلى ذلك، تحتوي على أثر سن منحني (عادةً ما يكون قوساً) على مخروط الملعب، مما يسمح بتشغيل أكثر سلاسة من التروس المخروطية المخروطية المستقيمة. ويستخدم هذا بشكل أساسي للتشغيل عالي السرعة مع سرعة محيطية مخروطية تبلغ 10 م/ث أو أكثر.

الترس المخروطي المخروطي الحلزوني (ترس مخروطي مخروطي حلزوني)

ويطلق على الترس المخروطي الحلزوني المخروطي بزاوية حلزونية 0 درجة أيضاً الترس المخروطي الصفري. وهو ترس مخروطي مخروطي له خصائص التروس المخروطية المستقيمة والتروس المخروطية الحلزونية بنفس القوة المطبقة على الأسنان.

بالمقارنة مع التروس المخروطية الحلزونية، فإن الميزة الرئيسية هي أنه يمكن كبح حمل الدفع. وتستخدم في المعدات الصناعية والسيارات. آثار الأسنان منحنية ولها مظهر جميل للغاية. ولكن على عكس المظهر الجانبي لأسنان الترس المخروطي الحلزوني، لا يوجد له شكل أسنان تلتف فيه الأسنان معًا في شكل مخروطي على المحيط الخارجي.

ترس هيبويد

يحتوي الترس المخروطي على آثار أسنان حلزونية وأعمدة متداخلة ليست متوازية ولا متقاطعة على جانبي المدخل أو المخرج من الترس. وعلى الرغم من تشابهها مع التروس المخروطية الحلزونية، إلا أنها تختلف في أن محاورها تتقاطع.

كلاهما متشابهان من حيث أنهما يستخدمان نسبة تخفيض كبيرة ويستخدمان مع عزم دوران كبير. تُستخدم هذه التروس بشكل رئيسي في أنظمة محركات السيارات، وأنظمة محركات القطارات، ومخفضات السرعة (الحافلات والشاحنات والسيارات الخاصة الفاخرة)، إلخ.

وتتضمن مزايا التروس الهيبويدية نسبة تخفيض كبيرة، وضوضاء واهتزازات منخفضة، وقوة يمكنها تحمل عزم الدوران الكبير. وفيما يتعلق بنسبة التخفيض، يمكن للتروس الهيبويدية زيادة عدد الأسنان على جانب الإدخال (الترس الهيبويدية) وجانب الخرج (الترس الهيبويدية).

ترس ميتري

التروس التي لها نفس عدد الأسنان تسمى التروس المترية. وزاوية العمود القياسية هي 90 درجة، ومستوى الميل هو 45 درجة. وتوجد أيضًا تروس ميترية بزاوية 45 درجة و60 درجة و120 درجة، والميتري له معنى ميتري أو مفصل. هذه هي أجزاء نقل الطاقة والقيادة والنقل في المعدات.

يمكن نقل الطاقة من خلال محاور متعامدة. وغالباً ما تستخدم في التطبيقات التي لا تحتاج إلى تغيير التروس، فقط بتغيير اتجاه دوران العمود.

ترس ميتري مناسب بشكل أساسي للاستخدام في صناعة أشباه الموصلات، وصناعة الأغذية، والآلات الصناعية العامة، والآلات الزراعية.

ما هي التروس الحلزونية؟

التروس الحلزونية، والمعروفة أيضاً باسم التروس الحلزونية. وهي نوع من التروس ذات أسنان مقطوعة بزاوية على طول وجه الترس.

فيما يلي ميزاتها الرئيسية:

1. أسنان حلزونية:
2. تقليل الضوضاء والاهتزازات:
3. كفاءة أعلى:
4. حمولة الدفع المحورية:

فهم الفرق بين الترس المخروطي والتروس الحلزونية

التروس المخروطية المخروطية المستقيمة مقابل التروس المخروطية الحلزونية

الميزة	ترس مخروطي مستقيم	ترس مخروطي مخروطي حلزوني
الملف الشخصي للأسنان	أسنان مستقيمة مقطوعة على طول المحور المخروطي	أسنان حلزونية ذات شكل منحني
مستوى الضوضاء	أكثر ضوضاء بسبب تأثير الأسنان عند الاشتباك	أكثر هدوءاً بسبب التعشيق التدريجي للأسنان
الاهتزاز	اهتزاز أعلى بسبب التصادم	اهتزاز أقل بسبب التشابك الأكثر سلاسة
حمولة الدفع	حمل دفع محوري منخفض	حمل دفع محوري أعلى بسبب الزاوية الحلزونية
الكفاءة	كفاءة أقل عند السرعات العالية	كفاءة أعلى عند السرعات العالية
التطبيقات	– Low-speed applications – Cost-sensitive applications – Applications where noise is not a major concern	– High-speed applications – Applications requiring smooth operation – Applications where noise reduction is important
تعقيدات التصنيع	أبسط في التصنيع	أكثر تعقيدًا في التصنيع
التكلفة	تكلفة أقل بشكل عام	تكلفة أعلى بشكل عام

 

الجوانب الفنية للتروس المخروطية المخروطية

أسبكت	الوصف
التعريف	تروس ذات أسنان مقطوعة على طول جوانب المخروط.
الميزة الرئيسية	شكل مخروطي الشكل وأعمدة متقاطعة بزوايا (عادةً 90 درجة).
الوظيفة الرئيسية	نقل الطاقة بين الأعمدة المتقاطعة، وتغيير اتجاه الدوران.
المزايا	– Compact design for changing shaft direction. – Cost-effective (straight bevel gears).
العيوب	– Straight bevel gears can be noisy at high speeds. – Some types generate axial thrust load.

التروس المخروطية المخروطية اقتصادية، ولها عمر تآكل طويل، ولها وظائف عالية مقارنة بالتروس المعدنية أو البلاستيكية. وهي أكثر كفاءة من التروس الدودية ولها نسب أقل تؤدي إلى سرعات ومعدلات حركة أعلى.

عادةً ما تحافظ الرافعات ذات التروس المخروطية على خاصية القفل الذاتي مع توفير سرعات حركة أعلى. وإلى جانب ذلك، فإنها توفر العديد من الخصائص المذكورة أدناه:

نقل الحركة والطاقة بين المحاور المتقاطعة

تخدم التروس المخروطية الغرض من نقل الحركة والقوة بين المحاور المتقاطعة. في الترس المخروطي المخروطي، تتقاطع خيوط الترس عند زاوية 90 درجة تقريباً، مما يسمح بتغيير اتجاه قوة الدوران بزاوية قائمة.

 وهي ذات شكل مخروطي مثل المظلة وتستخدم مع التروس المخروطية. أيضًا، لتغيير سرعة دوران التروس المخروطية، استخدم تروسًا بأعداد مختلفة من الأسنان، على غرار التروس المخروطية.

نقل سلس وفعال للطاقة

تُصنع التروس المخروطية عادةً من مواد مثل سبائك الفولاذ أو الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقوى. وتوفر هذه المواد قوة فائقة ومقاومة للصدمات ومقاومة للتآكل، مما يضمن سلاسة وفعالية نقل الطاقة.

مقاومة المواد الكيميائية القوية ومقاومة التآكل

من المعروف أن التروس المخروطية المخروطية تتمتع بمقاومة قوية للغاية للمواد الكيميائية والتآكل، مما يسمح باستخدامها في الظروف القاسية.

 وتتمتع هذه التروس بالعديد من المزايا مقارنة بالتروس الأخرى، بما في ذلك قوة أعلى، ودرجات دقة محسنة، ودرجة أكبر من الموثوقية. ويمكنها تحمل درجات حرارة أعلى وضمان المتانة على المدى الطويل.

يتطلب ماكينة قطع التروس المتخصصة على نطاق واسع

يتطلب إنتاج التروس المخروطية المخروطية ماكينة قطع التروس المتخصصة على نطاق واسع. والطريقة الأكثر شيوعًا هي طريقة غليسون، وتشمل الطرق الأخرى طريقة كلينغلنبرغ وطريقة فيات.

هذا مثال خاص لطريقة قطع الأسنان للتروس المخروطية المستقيمة، ولكن يقال إن هذه الطريقة غير فعالة. قطع كل أخدود سن باستخدام ماكينة فهرسة يمكنها إنشاء ميل مكافئ للزاوية المخروطية وقاطع تفريز مصمم خصيصًا للأسطوانات.

تزييت جيد وسهولة في التشكيل

يتم تقييم التروس المخروطية المخروطية بسبب سهولة تشكيلها، مما يجعلها مكونات متعددة الاستخدامات في عمليات التصنيع. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتمتع بتشحيم جيد لتقليل الاحتكاك والتآكل بين أسنان التروس. هذه الصفات تجعل التروس المخروطية مناسبة لمختلف التطبيقات التي يكون فيها التشغيل السلس والمتانة ضروريين.

أمثلة على التروس المخروطية وتطبيقاتها

تعتبر التروس المخروطية، التي تتميز بشكلها المخروطي وأعمدتها المتقاطعة، مكونات حيوية في مختلف الأنظمة الميكانيكية. يتيح تعدد استخداماتها تطبيقات متنوعة، مثل تغيير اتجاه الدوران بمقدار 90 درجة ونقل الطاقة. اكتشف الاستخدامات والتطبيقات العديدة للتروس المخروطية المخروطية المدرجة أدناه:

السيارات

تُستخدم التروس المخروطية المخروطية على نطاق واسع في تطبيقات السيارات مثل المحركات التفاضلية وأنظمة نقل الحركة وأنظمة الدفع الخلفي في السيارات. وهذا يمكّن العجلات من الدوران بسرعات متفاوتة مع الحفاظ على قوة الجر والثبات، خاصة أثناء المنعطفات. من بين منتجاتها، تُعد التروس المخروطية المستقيمة أكبر قطاع، حيث تمتلك السيارات 53% شارك.

المعدات الخفيفة والثقيلة

تُستخدم التروس المخروطية للدفع أو تشغيل الوحدات المساعدة في المعدات الخفيفة والثقيلة مثل جزازات العشب، والجرارات الصغيرة، وطواحين الأسمنت، والكسارات المخروطية، وخلاطات الرمل، والرافعات الشوكية، وآلات التعدين.

وهي ضرورية لنقل الطاقة من خلال تمكين النقل الفعال للحركة الدورانية من المحرك إلى العجلات أو شفرات القطع.

محركات السكك الحديدية

تُستخدم التروس المخروطية أيضاً في علب التروس والتروس التفاضلية لعربات السكك الحديدية، مما يمكّن القاطرة من التحرك إلى الأمام أو الخلف. وهي تضمن التشغيل السلس والتوزيع الفعال للطاقة.

معدات البناء

يتم استخدامها عادةً في أعمدة الإدارة في مركبات البناء مثل الحفارات واللوادر والجرافات. توفر التروس المخروطية في معدات البناء نقل عزم دوران موثوق به لرفع الأحمال الثقيلة ووضعها بدقة وتحكم.

علبة التروس الصناعية

تُستخدم التروس المخروطية في أنظمة النقل والمصاعد ومعدات مناولة المواد، مما يضمن كفاءة حركة البضائع ونقلها داخل المنشآت الصناعية.

التطبيقات الخاصة

تُستخدم التروس المخروطية في مطاحن القهوة ذات المقابض الكبيرة ذات التدوير اليدوي، والخلاطات اليدوية ذات التدوير اليدوي والمثاقب اليدوية، والأجهزة التي يتم التحكم فيها بالراديو. كما أنها ضرورية لمحركات الطائرات، والصناعة البحرية، والمجال الطبي لتحقيق الأداء الأمثل والسلامة.

جدول مقارنة التروس المخروطية المخروطية (الصب بالقالب)

الميزة	الترس المخروطي	ترس مخروطي مخروطي حلزوني	ترس مخروطي مخروطي حلزوني (مثل الشطبة الحلزونية)	ترس ميتري (نوع التروس المخروطية)
التسامح	±0.1 – 0.3 mm (depending on complexity)	±0.1 – 0.2 mm (tighter tolerances due to helical teeth)	±0.1 – 0.2 mm (tighter tolerances due to helical teeth)	±0.1 – 0.3 mm (depending on complexity)
المواد	سبائك الزنك (ZA-8، ZA-12)	سبائك الألومنيوم (A356، A380)	سبائك الألومنيوم (A356، A380)	سبائك الزنك (ZA-8، ZA-12) أو سبائك الألومنيوم (A356، A380)
التكلفة التقريبية	أقل	أعلى من الشطبة المستقيمة	أعلى من الشطبة المستقيمة	يشبه الترس المخروطي
وقت الاستجابة	4-6 أسابيع	6-8 أسابيع	6-8 أسابيع	4-6 أسابيع

الأسئلة الشائعة

ما هو الترس المخروطي؟

الترس المخروطي هو نوع من التروس المخروطية ذات أسنان مقطوعة على طول سطح مخروطي. تستخدم هذه التروس لنقل الحركة والقدرة بين أعمدة متقاطعة غير متوازية مع بعضها البعض.

في ماذا تستخدم التروس المخروطية؟

تُستخدم التروس المخروطية لنقل الحركة والطاقة بين الأعمدة المتقاطعة بزوايا مختلفة. إن تعدد استخداماتها وقدرتها على نقل الحركة بكفاءة عند الزوايا يجعلها مكونات لا غنى عنها في مجموعة واسعة من الصناعات والتطبيقات.

في ماذا تستخدم التروس المخروطية؟

 Bevel gears change the direction of power transmission between intersecting shafts, typically at 90 degrees. They’re crucial components in cars, gearboxes, and various machines.

ما هي ميزة الترس المخروطي المخروطي؟

 توفر التروس المخروطية المخروطية طريقة مدمجة لتغيير اتجاه العمود وهي سهلة التصنيع نسبيًا، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات.

ما هي سلبيات التروس المخروطية المخروطية؟

يمكن أن تكون التروس المخروطية المخروطية المستقيمة صاخبة عند السرعات العالية، وبعض الأنواع تولد حمل دفع محوري يتطلب دعم محمل إضافي.

What’s the difference between a bevel gear and a miter gear?

كلاهما تروس مخروطية، ولكن التروس المخروطية لها نفس عدد الأسنان وهي مصممة خصيصًا لتقاطع عمود بزاوية 90 درجة لتغيير الاتجاه ببساطة، وليس لتغيير نسب السرعة.