ما الفرق بين الترس الحلزوني والترس الهيبودي؟

يُستخدم كلٌّ من الترس الحلزوني والترس الهيبودي على نطاق واسع كأنواع شائعة من التروس في مخفضات السرعة، لكنهما يختلفان في جوانب عديدة.

١. ما هو الترس الحلزوني؟

الترس الحلزوني هو ترس أسطواني تشكّل أسنانه زاويةً معينةً بالنسبة لمحور دوران الترس. ويؤدي هذا التصميم الخاص لملف الأسنان إلى تحسين درجة التداخل بين أسنان التروس، مما يجعل تشغيل مخفض السرعة أكثر استقرارًا.

٢. ما هو الترس الهيبودي؟

تُعَد ترس التضليع المائل نوعًا من التروس المخروطية اللولبية المستخدمة لنقل القدرة بين محورين غير متقاطعين وغير متوازيين. وبالمقارنة مع التروس الحلزونية، فإن تصميم ترس التضليع المائل أكثر تعقيدًا. ويكون الترس الصغير (البينين) منزاحًا عن خط مركز الترس الكبير. ويسمح هذا الانزياح بأن يكون قطر الترس الصغير أصغر، ما يجعل مجموعة التروس أكثر متانةً.

3. الفروق بين الترس الحلزوني وترس التضليع المائل

• اتجاه المحور

تُستخدم التروس الحلزونية لنقل القدرة بين محورين متوازيين أو متقاطعين، بينما تُستخدم تروس التضليع المائل لنقل القدرة بين محورين غير متقاطعين وغير متوازيين.

• تصميم الأسنان

يُشكِّل سطح سن الترس الحلزوني زاويةً معينةً مع محور دوران الترس، ما يحسِّن درجة التداخل بين الأسنان. أما ملفّة سن ترس التضليع المائل فهي أكثر تعقيدًا، وتتخذ شكل قوس، وتتغيّر المسافة بين الأسنان (الخطوة السنّية) وعمق السن على طول سطح السن.

• الحمل والعزم

نظرًا لمساحة التلامس الأكبر ودرجة التشابك الأفضل بين الأسنان، يمكن للتروس الحلزونية نقل أحمال أعلى مقارنةً بالتروس المستقيمة، كما أن شكل أسنانها الحلزوني يوزع الحمل بشكل أكثر توازنًا. أما التروس الهايبويدية فهي قادرة على نقل أحمال أعلى أيضًا، وبفضل تعقيد شكل أسنانها فإنها تستطيع توزيع الأحمال بكفاءة فعّالة.

• الكفاءة

إن الاحتكاك الانزلاقي بين أسنان التروس الحلزونية صغير نسبيًا، كما أن درجة تشابكها العالية تجعلها أكثر فعالية في نقل القدرة. أما في التروس الهايبويدية، فإن الاحتكاك الانزلاقي يكون كبيرًا نسبيًا بسبب الانحراف بين مجموعتي التروس، وبالتالي تكون كفاءتها أقل من كفاءة التروس الحلزونية.

• الضوضاء والاهتزازات

بسبب الانحراف بين مجموعتي التروس، يكون قوة الاحتكاك الانزلاقي في التروس الهايبويدية كبيرة نسبيًا، ولذلك تكون مستويات الضوضاء والاهتزازات الناتجة عنها أعلى من تلك الناتجة عن التروس الحلزونية. أما التروس الحلزونية فتتميّز بدرجة تشابك أعلى، ما يؤدي إلى انخفاض نسبي في مستويات الضوضاء والاهتزازات.

• الدفع المحوري

وبسبب شكل أسنان التروس الحلزونية، يُولَّد بالإضافة إلى الأحمال الشعاعية دفع محوري أيضًا. ويجب أن تتحمل هذه القوة المحورية المحامل أو الهياكل الداعمة الأخرى في نظام التروس.

٤. العوامل الواجب أخذها في الاعتبار عند اختيار نوع الترس

عند اختيار التروس الحلزونية والتروس القطعية المكافئة (Hypoid) لتطبيقات محددة، يجب أخذ عوامل متعددة في الاعتبار لضمان الأداء الأمثل والموثوقية والكفاءة من حيث التكلفة.

• متطلبات العزم والحمل

تُعد التروس الحلزونية مناسبةً للتطبيقات التي تتطلب عزم دوران وحملاً متوسطَيْن إلى مرتفعين. وبفضل نسبة التلامس الأكبر وانسيابية أفضل في اشتباك الأسنان، يمكن للتروس الحلزونية نقل أحمال أعلى مقارنةً بالتروس المستقيمة (Spur Gears) ذات الحجم نفسه. أما التروس القطعية المكافئة (Hypoid) فهي مناسبة جدًّا للتطبيقات التي تتطلب عزم دوران وحملاً عاليين. إذ يسمح تصميم الترس الصغير المُزاح (Offset Pinion) باستخدام أقطار أكبر لهذا الترس، ما يعزِّز قوة مجموعة التروس ومتانتها.

• اتجاه العمود والقيود المفروضة على المساحة المتاحة

تُستخدم التروس اللولبية في ترتيبات المحاور المتوازية أو المتقاطعة، بينما تصلح التروس الهيبويدية لترتيبات المحاور غير المتقاطعة وغير المتوازية. وهي مناسبة جدًّا لمحور السيارة الخلفي.

• الضوضاء والاهتزازات

وبما أن اشتباك التروس اللولبية يكون نسبيًّا أملسًا ونسبة التلامس فيها أعلى، فإن التروس اللولبية تُولِّد عادةً ضوضاءً واهتزازات أقل مقارنةً بالتروس المستقيمة. وهي أكثر ملاءمة لعلب تروس السيارات والآلات الصناعية. وعلى الرغم من أن اشتباك التروس الهيبويدية يكون نسبيًّا أقل، فإنها تُولِّد ضوضاءً واهتزازات أقل مقارنةً بالتروس المستقيمة.

• الكفاءة المستهدفة

وبما أن التروس اللولبية تتمتَّع بكفاءة أعلى، فهي أكثر ملاءمة لأنظمة نقل القدرة والآلات الصناعية. وعلى الرغم من أن كفاءة التروس الهيبويدية أقل قليلًا من كفاءة التروس اللولبية، فإن التروس الهيبويدية تمتلك قدرة أفضل على حمل الأحمال.