ملخص
يتكون محرك التروس الدودي من
دودة وعجلة دودية، تستخدم لنقل الحركة والطاقة بين الأعمدة المتقاطعة، عادةً بزاوية تقاطع 90 درجة. في محركات التروس الدودية بشكل عام، تكون الدودة هي مكون القيادة.
من مظهرها، تشبه الدودة الترباس، بينما تبدو العجلة الدودية وكأنها ترس أسطواني حلزوني.
أثناء التشغيل، تنزلق أسنان العجلة الدودية وتتدحرج على طول السطح الحلزوني للدودة.
الدودة عبارة عن ترس يحتوي على واحد أو أكثر من الأسنان الحلزونية التي تتشابك مع العجلة الدودية لتكوين زوج تروس ذو عمود متقاطع. يمكن أن يكون سطح الملعب أسطوانيًا أو مخروطيًا أو حلقيًا.
هناك أربعة أنواع: الدودة الأرخميدية، والدودة غير الملتوية، والدودة العادية المستقيمة-، والدودة المخروطية- الأسطوانية المغلقة.
مثل الخيوط، يمكن أن تكون الديدان-يدًا يمنى أو يسرى-يُشار إليها باسم ديدان اليد اليمنى-وديدان اليد اليسرى-، على التوالي.
لتحسين ملامسة الأسنان، يتم تصنيع العجلة الدودية على شكل قوس على طول اتجاه عرض السن، لتحيط بجزء من الدودة. وهذا يعني أن الترس الدودي يتشابك عبر الاتصال الخطي، وليس الاتصال النقطي.
مساوئ محركات التروس الدودية:
✦ نظرًا لأن العمودين متعامدان، وسرعات خط الميل للتروسين متعامدة، فإن سرعة الانزلاق النسبية عالية جدًا، مما يؤدي إلى توليد الحرارة والتآكل.
✦ كفاءة منخفضة، تتراوح عادةً بين 0.7 و0.8؛ تتمتع التروس الدودية المزودة بآليات القفل الذاتي-بكفاءة أقل، عمومًا أقل من 0.5.
04. صيغ حساب التروس الدودية والديدان
1. نسبة النقل=عدد أسنان الترس الدودي ÷ عدد خيوط الدودة
2. المسافة المركزية=(قطر خطوة الترس الدودي + قطر خطوة الدودة) ÷ 2
3. قطر درجة الترس الدودي=(عدد الأسنان + 2) × الوحدة
4. قطر درجة الترس الدودي=الوحدة × عدد الأسنان
5. قطر خطوة الدودة=القطر الخارجي للدودة - 2 × الوحدة
6. الرصاص الدودي=π × الوحدة × عدد الخيوط
7. زاوية الحلزون (زاوية الرصاص) tanB=(الوحدة × عدد الخيوط) ÷ قطر خطوة الدودة
8. الرصاص الدودي=π × الوحدة × عدد الخيوط
9. الوحدة=قطر دائرة الملعب / عدد الأسنان
عدد الخيوط في الدودة: دودة خيطية مفردة- (حلزون واحد فقط على الدودة، أي أن دورة واحدة للدودة تقابل دوران سن واحد للترس الدودي)؛ دودة ملولبة مزدوجة- (حلقتان حلزونيتان على الدودة، أي أن دورة واحدة للدودة تقابل دورتين لأسنان الترس الدودي). تشير الوحدة إلى حجم الحلزون الموجود على المسمار؛ كلما كانت الوحدة أكبر، كان الحلزون أكبر.
يشير معامل القطر إلى سمك المسمار.
الوحدة: دائرة ميل الترس هي المرجع لتصميم وحساب أبعاد أجزائه المختلفة. محيط دائرة الملعب=πd=zp، وبالتالي فإن قطر دائرة الملعب هو d=zp/π. نظرًا لأن π هو رقم غير منطقي في الصيغة أعلاه، فليس من المناسب وضع دائرة الملعب كمرجع. لتسهيل الحساب والتصنيع والفحص، يتم تعريف النسبة p/π بشكل مصطنع على أنها قيمة عددية بسيطة، وتسمى هذه النسبة بالوحدة، ويشار إليها بـ m.
05 أنواع محركات التروس الدودية
وفقًا لشكل الدودة، يمكن تقسيم الديدان إلى محركات تروس دودية أسطوانية، ومحركات تروس دودية حلقية، ومحركات تروس دودية مخروطية. من بينها، محركات التروس الدودية الأسطوانية هي الأكثر استخدامًا.
عادةً ما يتم تصنيع التروس الدودية الأسطوانية العادية على مخرطة باستخدام أداة قطع ذات حافة قطع مستقيمة. اعتمادًا على موضع تركيب الأداة ونوع الأداة المستخدمة، يمكن الحصول على أربعة أنواع من التروس الدودية ذات أشكال أسنان مختلفة في المقطع العرضي - المتعامد على المحور: الترس الدودي الملتف (النوع ZI)، والترس الدودي الأرخيميدي (النوع ZA)، والترس الدودي المستقيم العادي - (النوع ZN)، والترس الدودي المخروطي -المغلف (النوع ZK).
الترس الدودي الملتف (النوع ZI) – يكون مستوى القطع مماسًا لأسطوانة قاعدة الدودة، وتكون أسنان الوجه النهائية ملتوية. مناسبة لسرعات أعلى وقوة أعلى.
الترس الدودي أرخميدس (نوع ZA) – شكل السن المتعامد مع مستوى المحور هو حلزوني أرخميدي، في حين أن شكل السن في المستوى الذي يمر عبر المحور هو خط مستقيم. بسيطة في الماكينة، ولكن بدقة أقل. (العتاد الدودي المحوري المستقيم-).
الترس الدودي العادي -المستقيم (النوع ZN) – يمكن طحنه باستخدام عجلة طحن معدلة، سهلة الماكينة نسبيًا، وغالبًا ما تستخدم للتروس الدودية المتعددة-، مع كفاءة نقل تصل إلى 0.9.
الدودة الأسطوانية المغلفة المخروطية (ZK) – هذه دودة حلزونية غير خطية-. لا يمكن تشكيله على مخرطة. لا يمكن طحنها إلا على آلة طحن وطحنها على آلة طحن. هذا النوع من الدودة سهل الطحن، وذو دقة عالية، ويستخدم على نطاق واسع بشكل متزايد.
06 عملية تصنيع الديدان المعدنية
1. تحديد مادة الفراغ
⑴ قابلية تصنيع ممتازة، مما يحقق تشطيبًا جيدًا للسطح وضغطًا داخليًا منخفضًا متبقيًا، مما يقلل من تآكل الأداة.
⑵ قوة الشد بشكل عام لا تقل عن 588 ميجا باسكال.
⑶ قابلية معالجة حرارية جيدة، وصلابة جيدة، وليس من السهل تشققها أثناء التبريد، وبنية مجهرية موحدة، وتشوه صغير في المعالجة الحرارية، وصلابة عالية، وبالتالي ضمان مقاومة التآكل واستقرار الأبعاد للدودة.
⑷ صلابة المواد الموحدة والبنية المعدنية المطابقة للمعايير. تشتمل المواد شائعة الاستخدام على: T10A، وT12A، و45، و9Mn2V، وCrMn، وما إلى ذلك . 9 يتمتع Mn2V بقابلية معالجة واستقرار جيدين، ولكن قابلية الصلابة ضعيفة. ميزتها هي التشوه البسيط بعد المعالجة الحرارية، مما يجعلها مناسبة لتصنيع أجزاء عالية الدقة-، ولكنها عرضة للتشقق وضعف قابلية معالجة الطحن. تزيد الصلابة الدودية العالية من مقاومة التآكل، لكن من الصعب طحنها أثناء التصنيع.
2. اختيار مسند تحديد المواقع بالقطع
معلومات تحديد موضع الدودة: من الناحية الهيكلية، تأتي الديدان في شكلين: الديدان المجهزة والديدان المتكاملة. تستخدم الديدان المجهزة الثقب الداخلي كمسند للتصنيع، لذلك، يجب أن يتم تشكيل الثقب الداخلي بدقة أولاً، ومن ثم يجب تشكيل القطر الخارجي والمجلة الداعمة باستخدام الثقب الداخلي كمسند. تستخدم معالجة الخيوط أيضًا الثقب الداخلي كمسند، وبالتالي تتطلب شياقًا. بشكل عام، متطلبات دقة الثقب الداخلي لديدان الفهرسة الدقيقة عالية جدًا، وبعضها يتطلب الطحن لضمان الدقة.
بشكل عام، يجب ألا تقل دقة الثقب الداخلي لدودة الفهرسة الدقيقة عن الدرجة 1، ولا تقل خشونة السطح عن 0.12، ولا يقل جريان الوجه النهائي للثقب الداخلي عن 0.005 مم. عند تصنيع ترس دودي مثبت على شياق، يجب فحص الجريان الشعاعي للأكتاف عند كلا الطرفين أولاً للتأكد من أنه ضمن التسامح المحدد. يجب إجراء هذا الفحص بعد كل عملية لاحقة. وبالمثل، أثناء تجميع التروس الدودية، يجب التحقق من الجريان الشعاعي للأكتاف عند كلا الطرفين. يجب أن تكون دقة الشياق مساوية أو أعلى من دقة تزاوج العمود مع الترس الدودي.
يستخدم الترس الدودي المتكامل الفتحة المركزية كمسند للتصنيع. متطلبات الثقب المركزي عالية جدًا؛ يجب أن يكون لها نهاية مدببة لضمان تشطيب السطح ومنطقة التلامس. يجب فحص الثقب المركزي وتصحيحه قبل كل عملية. يجب أن تضمن مجلة الدعم المحورية مع الفتحة المركزية ودقتها الهندسية الخاصة. قبل -عمليات التشطيب والتشطيب، يجب التحقق من الجريان الشعاعي، والجري الشعاعي، والجري المحوري للوجه النهائي لمجلة الدعم للتأكد من أنها ضمن التسامح.
عند اختيار مسند تقريبي، يجب أن يكون التركيز على ضمان السماح الكافي لكل سطح مُشكل بحيث تتوافق الأبعاد والمواضع بين المسند غير المُشكل والسطح المُشكل مع متطلبات الرسم.
يجب أن يستوفي اختيار المسند التقريبي المتطلبات التالية:
(1) يجب أن يعتمد المسند التقريبي على السطح المُشكل. وذلك لضمان دقة العلاقة الموضعية بين الأسطح المُشكَّلة وغير الآلية. إذا كانت قطعة العمل تحتوي على العديد من الأسطح التي لا تتطلب المعالجة الآلية، فيجب تحديد السطح الذي يتمتع بأعلى متطلبات الدقة الموضعية بالنسبة للسطح المُشكلة كمسند تقريبي. يهدف هذا إلى تحقيق سماكة جدار موحدة، وشكل متماثل، وعمليات تثبيت أقل.
⑵ حدد سطحًا مهمًا مع السماح بالتصنيع الموحد كمسند تقريبي.
⑶ حدد السطح الذي يحتوي على الحد الأدنى المسموح به للتصنيع كمسند تقريبي. وهذا يضمن أن السطح لديه بدل تصنيع كاف.
⑷ اختر سطحًا مسطحًا وناعمًا بمساحة كبيرة بما يكفي كمسند تقريبي لضمان تحديد الموقع بدقة والتثبيت الموثوق. لا ينبغي تحديد الأسطح ذات البوابات أو الروافع أو نتوءات أو حواف خشنة كمسندات خشنة ويجب أن يتم تشكيلها مسبقًا-إذا لزم الأمر.
⑸ تجنب إعادة استخدام المسند التقريبي، حيث أن معظم أسطح المسند الخشنة غير منتظمة والاستخدام المتكرر يجعل من الصعب ضمان الدقة الموضعية بين الأسطح الخارجية.
باتباع مبادئ اختيار المسند التقريبي، فإن تثبيت الدائرة الخارجية وتصنيع معظم السطح في عملية تثبيت واحدة يضمن محورية الدائرة الخارجية والفتحة الداخلية، بالإضافة إلى عمودي الوجه النهائي على المحور.
طريق عملية تصنيع التروس الدودية المعدنية
⑴ الترس الدودي المتكامل غير المتصلب
إعداد المواد - التطبيع - الخراطة الخشنة - (التلطيف) - الخراطة شبه النهائية للقطر الخارجي، الخراطة الخشنة للسطح الحلزوني - التعتيق الاصطناعي - الخراطة النهائية (الطحن الناعم) لوجه النهاية الداخلية - إدخال المفتاح - -الخراطة شبه النهائية للسطح الحلزوني - التثبيت (إصلاح الأسنان غير المكتملة) - -الطحن شبه النهائي للقطر الخارجي - الطحن الدقيق للسطح الحلزوني - التعتيق بدرجة حرارة منخفضة- - طحن الثقب المركزي – طحن ناعم للقطر الخارجي – طحن ناعم للسطح الحلزوني
⑵ ترس دودي متكامل مكربنة ومروي
الحدادة - التلدين - الخراطة الخشنة - التطبيع - -التحويل نصف النهائي للقطر الخارجي والسطح الحلزوني - التثبيت (إصلاح الأسنان غير المكتملة) - الكربنة - الدوران النهائي للقطر الخارجي (إزالة الأجزاء التي لا تتطلب الكربنة) - التبريد والتلطيف - طحن الثقب المركزي - تدوير خيط التثبيت - أخدود الطحن - -الطحن شبه النهائي للقطر الخارجي - -الطحن شبه النهائي للسطح الحلزوني - انخفاض درجة الحرارة - - طحن الثقب المركزي - طحن ناعم للحلقة الخارجية والوجه النهائي - طحن ناعم للسطح الحلزوني
تقطيع المواد: وفقًا للمتطلبات القياسية، يجب أن تخضع المادة الفارغة لمعالجة تزوير للحصول على هيكل ليفي معدني جيد.
الدوران الخشن: ضمان المحورية والسماح ببدل التشطيب المناسب.
المعالجة الحرارية (HRC28-32)، الخراطة شبه النهائية-: السماح ببدل تشطيب قدره 0.5 مم لكل جزء أثناء الخراطة شبه النهائية. تحويل القسم الدودي وأخاديد الإغاثة في كلا الطرفين إلى المواصفات المطلوبة. يعد التقليب الخشن للدودة باستخدام طرق القطع أو الطبقات السفلية أمرًا مقبولًا.
قم بقياس البدل عند منتصف القطر-. يوفر بدل الدوران شبه النهائي-أساسًا جيدًا للتشطيب الجيد.
-تشطيب منخفض السرعة على ثلاثة جوانب حسب المواصفات المطلوبة: يجب أن تكون الأداة حادة، ويجب أن تكون خشونة حافة القطع جيدة، مما يضمن تشطيبًا ناعمًا على كل جانب. الانتهاء من تحويل جميع الأجزاء إلى المواصفات المطلوبة لضمان المحورية.
إذا تم تشكيل دودة أسطوانية شائعة على مخرطة باستخدام حافة قطع مستقيمة، اعتمادًا على موضع تركيب الأداة، يمكن تصنيف الدودة الناتجة على أنها دودة أرخميدية (ZA)، أو دودة ملتفة (ZI)، أو دودة مستقيمة عادية (ZN)، وما إلى ذلك. دودة أرخميدية ZA: يمر مستوى حافة القطع لأداة المخرطة عبر محور الدودة، ويتم قطع الدودة بزاوية حافة قطع تبلغ 2 =40 درجة . تحتوي الدودة الناتجة على شكل سن مستقيم في المستوى المحوري، والقسم الطبيعي من شكل السن هو منحنى محدب خارجيًا. منحنى شكل الأسنان على الوجه النهائي هو شكل حلزوني أرخميدي، ومن هنا جاء اسم الدودة الأرخميدية. هذا النوع من الدودة سهل نسبيًا في التصنيع والقياس، وبالتالي يستخدم على نطاق واسع.
ومع ذلك، يصبح التشغيل الآلي صعبًا عندما تكون زاوية الرصاص كبيرة جدًا. من الصعب طحن مقاطع أسنان دقيقة باستخدام عجلة الطحن، مما يؤدي إلى انخفاض دقة وكفاءة النقل.
دودة ZI الملتفة: المستوى المتطور لأداة المخرطة يكون مماسًا للأسطوانة الأساسية للدودة. تحتوي الدودة الناتجة على منحنى جانبي محدب في المستوى المحوري، ويكون شكل الأسنان على الوجه النهائي المتعامد مع المحور مطويًا، ومن هنا جاء اسم الدودة غير الملتفة. يمكن طحن هذا النوع من الدودة، مما يؤدي إلى زيادة دقة وكفاءة النقل، ومناسب للإنتاج الضخم و-قوة عالية، و-سرعة نقل عالية الدقة.
دودة الملف المستقيم العادي ZN: عندما تكون زاوية قيادة الدودة كبيرة، للحصول على زوايا إزالة وخلوص معقولة لأداة القطع، يتم وضع مستوى حافة القطع لأداة القطع على المستوى الطبيعي للحلزون الدودي أثناء الدوران. تحتوي الدودة المقطوعة بهذه الطريقة على شكل سن مستقيم في القسم الطبيعي، ومن هنا جاء اسم الدودة ذات الشكل المستقيم العادي. إن منحنى شكل السن على الوجه النهائي المتعامد مع المحور هو منحنى ممتد ملتف، وبالتالي يطلق عليه أيضًا دودة ملتفة ممتدة. يتمتع هذا النوع من الدودة بأداء قطع جيد، وهو مفيد في تصنيع دودة التشغيل المتعددة-، ويمكن طحنها بعجلات الطحن، والتي تُستخدم بشكل شائع في محركات الأقراص الدودية الدقيقة -البدء المتعددة في أدوات الآلة. مع التقدم في التكنولوجيا ومتطلبات المنتج، هناك حاجة إلى مزيد من الزيادات في سرعة القطع، مما يخلق عنق الزجاجة في طرق التحويل، مما يؤدي إلى تطوير الطحن الدوامي. يتضمن ذلك استخدام أداة قطع دوارة لزيادة سرعة القطع (حتى 400 متر في الدقيقة)، في حين أن قطعة الشغل لا تحتاج إلى الدوران بسرعة عالية.
تنقسم طرق الطحن الدوراني للديدان إلى نوعين: الدوران الداخلي والطحن الخارجي.
الإعصار الداخلي: محيط قطعة العمل مماس داخليًا لمحيط سن القاطع (ترس دودي داخل رأس القاطع). دقة تصل إلى DIN7 Ra0.8. الإعصار الخارجي: محيط قطعة الشغل مماس خارجيًا لمحيط سن القاطع (الترس الدودي خارج رأس القاطع). دقة تصل إلى DIN6 Ra0.4.
