تؤدي القياسات غير الدقيقة للتروس المخروطية إلى ضعف الأداء، والأعطال المبكرة، وإعادة العمل المكلفة في تطبيقات الآلات. كما أن الأبعاد غير الدقيقة والانحرافات عن معايير التروس ينتج عنها تشغيل صاخب، وانخفاض كفاءة نقل الطاقة، ومشاكل في المحاذاة قد تؤدي إلى توقف خطوط الإنتاج.
الأبعاد والزوايا الرئيسية للتروس المخروطية
تُعد التروس المخروطية مكونات ميكانيكية معقدة تتميز بمجموعة من الأبعاد والزوايا الحرجة.
أ. فحص تفصيلي للأبعاد الأساسية
تحدد عدة أبعاد رئيسية الشكل الهندسي العام وحجم الترس المخروطي:
- قطر الخطوة: يتم قياس هذا القطر عند طرف الكعب من ترس مخروطي الأسنان. يمثل الحجم الفعال للترس وهو معلمة أساسية لحسابات وتصميم التروس.
- زاوية مخروط الميلزاوية مخروط الخطوة تصف الزاوية التي يشكلها مخروط الخطوة بالنسبة لمحور الترس. وهي تحدد اتجاه أسنان الترس وتحدد كيفية تعشيق الترس مع الترس الصغير المقابل له.
- ملحق وإلغاءالإضافة هي ارتفاع سن الترس فوق مخروط الخطوة، بينما الحذف هو العمق أسفله. ويحددان معًا العمق الكلي للسن. وعادةً ما يتم تحديد الإضافة والحذف بما يتناسب مع معامل الترس.
- عرض الوجهيشير عرض وجه الترس إلى حجم سن الترس المقاس على طول مولد مخروط الخطوة من الكعب إلى المقدمة. ويؤثر هذا العرض على قوة سن الترس وقدرته على تحمل الأحمال. وبشكل عام، يسمح عرض وجه الترس الأكبر بنقل عزم دوران أكبر.
- مسافة المخروطتمثل مسافة المخروط المسافة من قمة مخروط الخطوة إلى منتصف وجه الترس المخروطي. وهي بُعد أساسي لتحديد موضع الترس بالنسبة إلى الترس الصغير المقابل له أثناء التجميع.
- مسافة الرأستقيس مسافة الرأس الإزاحة من محور الترس إلى قمة مخروط الخطوة. وهي تساعد في تحديد النقطة النظرية للتعشيق بين التروس.
ب. زوايا التروس المخروطية الأساسية
بالإضافة إلى الأبعاد الخطية، تعتبر عدة زوايا بالغة الأهمية في تحديد هندسة الترس المخروطي:
- زاوية الوجهالزاوية بين المخروط المولد ومحور الترس. وهي تحدد زاوية الأطراف الخارجية لأسنان الترس بالنسبة لمحور الدوران.
- زاوية الحافة: يتم قياسها بين المولد المخروطي الخارجي ومحور الترس، وتحدد زاوية الحافة ميل الأطراف الداخلية للأسنان الأقرب إلى القمة.
- زاوية الإضافةهذا هو المكافئ الزاوي للإضافة، حيث يحدد ارتفاع السن من الناحية الزاوية من زاوية الوجه إلى الحافة الخارجية.
- زاوية الأسنانوبالمثل، تقيس زاوية dedendum عمق السن الزاوي من خط التماس إلى جذر السن.
ج. رد الفعل العكسي
يشير مصطلح الخلوص إلى المسافة أو الحركة بين أسنان ترسين متشابكين. يُعدّ وجود قدر من الخلوص ضروريًا لتوفير التشحيم، ومراعاة دقة التصنيع، والتمدد الحراري. مع ذلك، قد يؤدي الخلوص المفرط إلى الضوضاء والاهتزاز وعدم دقة تحديد الموضع. يُقاس الخلوص عادةً عند أضيق نقطة تعشيق باستخدام أدوات مخصصة أو بتقييم الحركة الزاوية مع تثبيت التروس.
د. الوحدة
معامل الترس هو وحدة قياسية تُشير إلى حجم السن. ويُعرَّف بأنه نسبة قطر دائرة الخطوة إلى عدد الأسنان. في التروس المخروطية، يُحدد المعامل عادةً عند طرف الكعب لأغراض التصنيع. تشير أرقام المعامل الأكبر إلى أسنان أكبر وأكثر خشونة، بينما تتميز التروس ذات الخطوة الدقيقة بمعاملات أصغر.
قياس التروس المخروطية خطوة بخطوة
الخطوة الأولى: جمع الأدوات والمعدات المطلوبة
لقياس التروس المخروطية بدقة، ستحتاج إلى الأدوات التالية:
- الفرجار الورني أو الميكرومتر لقياس سمك السن وعمقه وقطر خط الخطوة
- منقلة ذات زاوية مشطوفة لقياس زاوية الميل وزاوية الجذر
- مقياس الورنية ذو أسنان التروس لقياس سمك السن عند عمق محدد
- لوحة سطحية ومقياس ارتفاع للتحقق من انحراف التروس ومسافة التركيب
الخطوة الثانية: قياس قطر الملعب
لقياس قطر الخطوة:
- ضع الترس المخروطي على لوحة سطحية بحيث يكون وجهه الخلفي متجهًا للأسفل.
- ضع مقياس الارتفاع بشكل عمودي على لوحة السطح وقم بمحاذاة طرف القياس الخاص به مع خط الخطوة على جانب سن الترس.
- قم بتصفير مقياس الارتفاع عند هذا الموضع.
- قم بتدوير الترس 180 درجة وقم بقياس الارتفاع عند خط الخطوة المقابل على جانب السن المقابل.
- يتم حساب قطر الملعب عن طريق جمع قياسَي الارتفاع.
كرر هذه العملية على عدة أسنان حول الترس لضمان الاتساق والتحقق من وجود مشاكل محتملة في الانحراف.
الخطوة الثالثة: قياس سمك السن
لقياس سمك السن:
- استخدم فرجارًا ذو أسنان مسننة موضوعًا على خط التماس.
- قم بقياس سمك السن عند خط التماس، مع الحرص على عدم إتلاف شكل السن.
- كرر هذا القياس على عدة أسنان حول الترس، مع ملاحظة أي اختلافات.
بدلاً من ذلك، يمكن استخدام الفرجار القياسي أو الميكرومتر لقياس سمك الوتر عند قاعدة السن.
الخطوة الرابعة: قياس الضغط وزوايا الجذر
لقياس هذه الزوايا:
- ضع منقلة الشطف على مخروط الخطوة للترس، وقم بمحاذاة حافتها مع جانب السن.
- اقرأ زاوية الضغط مباشرة من مقياس المنقلة عند نقطة التماس مع شكل السن.
- أعد وضع المنقلة بحيث تتماشى مع خط جذر السن لقياس زاوية الجذر.
تحقق من أن الزوايا المقاسة تتطابق مع معايير تصميم التروس المحددة.
الخطوة 5: فحص انحراف التروس
يشير مصطلح "انحراف التروس" إلى التغير في هندسة التروس أثناء دورانها حول محورها. للتحقق من الانحراف:
- قم بتركيب الترس المخروطي على محور أو عمود مدعوم بكتل على شكل حرف V على لوحة سطحية.
- ضع مؤشر قياس بحيث يلامس مجسّه الوجه الخلفي للترس بالقرب من القطر الخارجي.
- قم بتدوير الترس ببطء، مع ملاحظة قراءة المؤشر الكلي (TIR) على القرص.
- قارن قيمة TIR المقاسة بالتفاوت المحدد للانحراف.
كرر هذه العملية على الوجه الأمامي للترس وعلى قطر الخطوة لتقييم انحراف الترس بشكل كامل.
الخطوة 6: التحقق من مسافة التركيب
مسافة التركيب هي الموضع المحوري للترس المخروطي بالنسبة للترس المقابل له. للتحقق من مسافة التركيب:
- ضع الترس المخروطي على لوحة سطحية بحيث يكون وجهه الأمامي متجهًا للأسفل.
- استخدم مقياس الارتفاع لقياس المسافة من اللوحة السطحية إلى الوجه الخلفي للترس عند نصف قطر مسافة التركيب المحدد.
- قارن هذا القياس بمسافة التركيب المصممة للترس.
اعتبارات خاصة لأنواع التروس المخروطية المختلفة
أ. تروس مخروطية مستقيمة
تتميز التروس المخروطية المستقيمة بأسنان مستقيمة ومخروطية الشكل. عند القياس تروس مخروطية مستقيمةيرجى الانتباه جيداً إلى المعايير التالية:
- قطر دائرة الخطوة: قِس قطر دائرة الخطوة عند مسافة المخروط الخلفي. هذه هي نقطة تعشيق الترس مع الترس الصغير المقابل له. استخدم مقياس الورنية أو الميكرومتر للحصول على قياسات دقيقة.
- سُمك السن: تحقق من سُمك السن عند المقطع الطبيعي. يُقاس ذلك عند دائرة الخطوة القياسية. يُعد مقياس الورنية السنية الأداة المُفضلة لهذا القياس.
- المسافة الخلفية للمخروط: هي المسافة من مركز المخروط إلى الوجه الخلفي للترس. وهي بُعد بالغ الأهمية يؤثر على محاذاة التروس. قِسها باستخدام ميكرومتر العمق أو آلة قياس الإحداثيات (CMM).
- زاوية الوجه: الزاوية المتكونة بين مخروط الخطوة والوجه الخلفي للترس هي زاوية الوجه. يمكن قياسها باستخدام منقلة زاوية أو جهاز قياس إحداثيات ثلاثي الأبعاد. تأكد من مطابقتها لزاوية التصميم المحددة.
ب. التروس المخروطية الحلزونية
تتميز التروس المخروطية الحلزونية بأسنان منحنية تقع على طول خطوط قطرية عبر سطح المخروط. تشمل الأبعاد الرئيسية التي يجب فحصها للتروس المخروطية الحلزونية ما يلي:
- زاوية اللولب المتوسطة: هي الزاوية بين أثر السن وعنصر من مخروط الخطوة يمر بمنتصف أثر السن. تُقاس عند متوسط مسافة المخروط. استخدم جهاز اختبار تروس مخروطية لولبية مزود برأس تقسيم للحصول على قياسات دقيقة.
- زاوية الضغط: زاوية الضغط في ترس مخروطي حلزوني يُقاس عند نقطة الوسط. ويُعرَّف بأنه الزاوية بين خط عمودي على سطح السن ومستوى مماس لسطح الخطوة. يتطلب قياس زاوية الضغط بدقة استخدام أدوات خاصة على آلة قياس التروس.
- المسافة من قمة الترس إلى التاج: هي المسافة في المستوى المحوري بين قمة الترس والترس التاجي. الترس التاجي هو الأكبر بين الترسين المخروطيين الحلزونيين المتطابقين. يمكن قياس هذه المسافة مباشرةً باستخدام ميكرومتر العمق.
ج. التروس المخروطية الهيبويدية والصفرية
تُعدّ التروس المخروطية من نوعي Hypoid و Zerol نوعين خاصين من التروس المخروطية الحلزونية. تتميز تروس Hypoid بوجود إزاحة بين محوري الترس الصغير والترس الكبير، بينما تتميز تروس Zerol بانعدام الإزاحة. عند قياس هذين النوعين من التروس، ركّز على ما يلي:
- المسافة من قمة السن إلى تاجه: على غرار التروس المخروطية الحلزونية، يُعد هذا البُعد بالغ الأهمية للتجميع والتشغيل السليمين. استخدم مقياس العمق لقياس المسافة من نهاية كعب السن إلى قمة السن.
- الإزاحة: في التروس الهيبويدية، يكون محور الترس الصغير منحرفًا أعلى أو أسفل محور الترس الكبير. تؤثر هذه الإزاحة على تلامس الأسنان، لذا يجب التحكم بها بدقة. يمكن قياسها باستخدام جهاز اختبار التروس الهيبويدية الذي يحاكي وضعيات تشغيل الترس الكبير والترس الصغير.
- زاوية الحلزون: تتميز كل من التروس الهيبويدية وتروس زيرول بأسنان منحنية حلزونياً. تُحدد زاوية الحلزون عند نقطة الوسط لهذين النوعين من التروس. وكما هو الحال مع التروس المخروطية الحلزونية، استخدم جهاز اختبار التروس المخروطية الحلزونية المزود برأس تقسيم لقياس هذه الزاوية.
