تُستخدم آلية الدودة والترس الدودي عادةً لنقل الحركة والقوة بين عمودين متقاطعين. في المستوى المتوسط، تكون الدودة والترس الدودي مشابهتين للترس والرف، حيث تشبه الدودة المسمار في الشكل. إذًا، ما هو مبدأ عمل الدودة والترس الدودي؟
في آلية تروس الدودة النموذجية، تتقاطع الأعمدة بزاوية 90 درجة، وعادة ما تكون الدودة هي المكون المحرك. من الخارج، تشبه الدودة الترباس، في حين أن الترس الدودي يشبه الترس الأسطواني الحلزوني. أثناء التشغيل، تنزلق أسنان ترس العجلة الدودية وتتدحرج على طول السطح الحلزوني للدودة. لتحسين الاتصال بين أسنان التروس، يتم تصنيع العجلة الدودية بشكل قوس على طول اتجاه عرض السن، والذي يحيط بالدودة. بهذه الطريقة، يكون تداخل الدودة وعجلة الدودة اتصالاً خطيًا وليس اتصالاً نقطيًا.
يتكون ناقل الحركة الدودي من دودة وترس دودي، حيث تكون الدودة بشكل عام هي المكون المحرك. تمامًا مثل الخيوط، يمكن أن يكون للديدان لوالب يمنى أو يسرى، ويشار إلى عمليات نقل الحركة الدودية بمحركات دودية يمنى أو يسرى. تسمى الدودة ذات الخيط الحلزوني الواحد دودة ذات بداية واحدة، مما يعني أن دورة كاملة من الدودة تؤدي إلى دوران الترس الدودي بسن واحد. إذا كانت الدودة تحتوي على خيطين حلزونيين، فإنها تسمى دودة ذات بداية مزدوجة، لذا فإن دورة كاملة من الدودة تؤدي إلى دوران الترس الدودي بسنتين.
خصائص ناقل الحركة الدودي:
نسبة تروس عالية:إنها قادرة على تحقيق نسبة تروس كبيرة جدًا وهي أكثر إحكاما مقارنة بآليات التروس الحلزونية ذات الأعمدة المتقاطعة.
رقم الاتصال:تتمتع أسطح الأسنان الشبكية باتصال خطي، مما يوفر سعة تحميل أعلى بكثير من آليات التروس الحلزونية ذات الأعمدة المتقاطعة.
التشغيل السلس:تعتبر عمليات نقل الحركة باستخدام التروس الدودية مكافئة لعمليات نقل الحركة الحلزونية وتتضمن شبكات متعددة الأسنان، مما يؤدي إلى انتقال سلس وانخفاض الضوضاء.
قفل ذاتي:عندما تكون زاوية مقدمة الدودة أصغر من زاوية الاحتكاك المكافئة لأسنان تروس التشابك، فإن الآلية تتمتع بخصائص القفل الذاتي. وهذا يسمح بالقفل الذاتي العكسي، مما يعني أن الدودة يمكنها دفع عجلة الدودة، ولكن عجلة الدودة لا يمكنها دفع الدودة. على سبيل المثال، في آلات الرفع، يمكن لآليات الدودة ذاتية القفل توفير الحماية الأمنية.
كفاءة منخفضة وتآكل مرتفع:الكفاءة منخفضة نسبيًا بسبب سرعة الانزلاق النسبية العالية بين أسنان الشبكة، مما يؤدي إلى فقدان احتكاك كبير وتآكل. كما تتسبب سرعة الانزلاق العالية في تآكل شديد لسطح الأسنان وتوليد الحرارة. لتحسين التبريد وتقليل التآكل، غالبًا ما يتم استخدام مواد عالية الجودة مضادة للتآكل ومواد تشحيم، مما يزيد من التكلفة.
قوة محورية كبيرة:تمارس الدودة قوة محورية كبيرة.
في عمليات نقل التروس الدودية، تشمل أوضاع الفشل الشائعة لأسنان العجلة الدودية التآكل والتآكل واللحام وكسور ثني الأسنان. نظرًا لانخفاض الكفاءة وسرعات الانزلاق العالية والميل إلى توليد الحرارة، فإن اللحام والتآكل أكثر شيوعًا. لتجنب اللحام وتقليل التآكل، يجب أن تتمتع المواد بخصائص مضادة للاحتكاك ومقاومة للتآكل ومضادة للحام. عادةً، تُصنع الديدان من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ السبائكي، مع المعالجة الحرارية للسطح الحلزوني (على سبيل المثال، التبريد والتشبع بالكربون) لتحقيق صلابة عالية (HRC 45-63)، ثم تُطحن أو تُصقل لتعزيز سعة التحميل. تُصنع عجلات الدودة في الغالب من البرونز، وأحيانًا من النحاس أو الحديد الزهر لعمليات نقل السرعة المنخفضة وغير الحرجة. لمنع اللحام وتقليل التآكل، يجب استخدام طرق تشحيم جيدة مع إضافات مضادة للحام. لا توجد طرق حساب ناضجة للحام والتآكل في محركات الدودة. يُعد إجهاد التلامس على سطح السن عاملاً رئيسيًا يتسبب في لحام السطح والتآكل، لذا تظل حسابات قوة التلامس أساسية. في بعض الحالات، قد يلزم أيضًا التحقق من قوة انحناء الأسنان. لا تتطلب التروس الدودية عمومًا حسابات قوة الأسنان، ولكن من الضروري التحقق من قوة وصلابة عمود الدودة. بالنسبة للتروس المغلقة، يجب إجراء حسابات التوازن الحراري. إذا لم تكن حسابات التوازن الحراري مرضية، فيمكن إضافة زعانف تبريد أو أجهزة تبريد قسرية إلى الغلاف الخارجي. تُستخدم تروس الدودة عادةً في التطبيقات ذات الأعمدة المتقاطعة، حيث تكون هناك حاجة إلى نسب نقل عالية، أو لنقل طاقة منخفضة نسبيًا أو عمل متقطع. عندما يكون هناك حاجة إلى نقل طاقة عالية، غالبًا ما يتم تحسين الكفاءة عن طريق اختيار Z1=2–4. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن القفل الذاتي يحدث مع 1 أصغر، غالبًا ما تُستخدم التروس الدودية في آلات الرفع مثل الرافعات للحماية الأمنية. كما تُستخدم على نطاق واسع في أدوات الآلات والسيارات والأجهزة وآلات المعادن والآلات أو المعدات الأخرى بسبب انخفاض استهلاك الطاقة.
