تصميم التروس ثلاثية الأبعاد (٢)

يركز الدرس على تشابك التروس ثلاثية الأبعاد وضبط المسافة المركزية بينها لضمان دورانها بسلاسة وبدون تآكل أو اهتزاز. تعتمد الفكرة على حساب المسافة بدقة باستخدام صيغة تعتمد على الوحدة القياسية Module وعدد الأسنان في الترسين الكبير والصغير. تتضمن المهارات العملية تحريك الترس الصغير لمسافة محددة، تدويره بزاوية صحيحة ليتلائم مع أسنان الترس الكبير، وإنشاء ثقوب داخل التروس وتفريغها باستخدام أداة التجويف Pocket. مثال ذلك حساب المسافة المركزية لترسين عدد أسنانهما 24 و8 باستخدام صيغة المسافة المركزية لتحديد موضع الترس بدقة على المحور x.

الفكرة الأساسية

تدور الفكرة حول هندسة تصميم وتجميع التروس ثلاثية الأبعاد ببرنامج التصميم الهندسي لضمان تشابكها بشكل سليم. عندما تصمم ترسين يجب أن تضع في اعتبارك أن المسافة بين مركزيهما ليست عشوائية، بل تحسب بدقة لكي تنتقل الطاقة الحركية بسلاسة وبدون احتكاك مدمر أو اهتزاز يعطل الآلة.

الشرح

لكي تتشابك التروس بطريقة صحيحة، تلزمك معرفة الوحدة القياسية Module، وهي عبارة عن قطر الخطوة مقسوماً على عدد الأسنان. لحساب المسافة المركزية بين الترسين، تستخدم الصيغة التالية:

$\text{المسافة} = \frac{\text{الوحدة القياسية} \times (T_1 + T_2)}{2}$

حيث $T_1$ و$T_2$ هما عدد الأسنان في الترسين الكبير والصغير. هذه الصيغة تضمن لك أن التروس ستدور بسلاسة دون تآكل أو اهتزاز مفرط. بعد ضبط المسافة المركزية في اتجاه المحور x من علامة تبويب البيانات Data، تحتاج إلى ضبط زاوية دوران الترس الصغير ليتلائم مع التشابك عبر صيغة زاوية الدوران:

$\text{زاوية الدوران} = \frac{360^\circ}{\text{عدد الأسنان}}$

ثم تقسم الناتج على 2، أو تطبق الصيغة المباشرة:

$\frac{(360 / 8)}{2} = 22.5^\circ$

ولتقليل وزن النموذج أو لإتاحة توصيله بأجزاء أخرى في المستقبل، يمكنك إنشاء ثقوب وتجويفات داخل التروس. تبدأ العملية بإنشاء رسم تخطيطي Create sketch على السطح العلوي للترس، ثم استخدام أداة إنشاء دائرة Create circle، وتحديد نصف قطرها بأداة تقييد نصف القطر Constrain radius، وأخيراً استخدام أداة التجويف Pocket وضبط نوع التجويف إلى أعلى الوجه Up to face ليمر التجويف عبر الهيكل بأكمله وصولاً إلى الوجه المحدد.

مثال محلول خطوة بخطوة

لدينا ترس صغير مكون من 8 أسنان وترس كبير مكون من 24 سنة، والوحدة القياسية تساوي 1.

1. لحساب المسافة المركزية في اتجاه المحور x، طبق الصيغة: $\text{المسافة} = \frac{1 \times (24 + 8)}{2} = \frac{32}{2} = 16\text{ mm}$
2. اذهب إلى شجرة النموذج Model Tree، اختر الترس الصغير Small Gear، ثم من علامة تبويب البيانات Data ومن قائمة الموضع Position في المربع x اكتب الصيغة (1 * (24 + 8)) / 2 ليتحرك الترس الصغير مسافة 16 مليمتراً.
3. لحساب زاوية الدوران للترس الصغير ليتشابك بشكل صحيح، طبق صيغة الزاوية: $\text{زاوية الدوران} = \frac{360 / 8}{2} = 22.5^\circ$
4. اذهب إلى خصائص الترس الصغير، وفي خانة الزاوية Angle اكتب 22.5 ليتم تدوير الترس بالزاوية المطلوبة ويتطابق مع أسنان الترس الكبير.
5. لإنشاء ثقب في الترس الصغير، حدد سطحه العلوي، أنشئ دائرة بنصف قطر 2 مليمتر باستخدام أداة تقييد النصف قطر، ثم اختر أداة التجويف Pocket واضبط المعاملات إلى أعلى الوجه Up to face لعمل التجويف المطلوب بدقة.

أخطاء شائعة

• إدخال مسافة مركزية غير دقيقة يدوياً دون استخدام صيغة الوحدة القياسية وعدد الأسنان، مما يؤدي إلى عدم تشابك الترسين وحدوث ضجيج وانخفاض في الأداء.
• نسيان قسمة ناتج زاوية الدوران على 2، مما يجعل الأسنان تتداخل ببعضها بدلاً من أن تتبادل الفراغات.
• اختيار نوع تجويف خاطئ في أداة Pocket بدلاً من ضبطه على خيار أعلى الوجه Up to face.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما هي الصيغة المستخدمة لحساب المسافة المركزية بين ترسين؟ الإجابة: صيغة المسافة هي: $\text{المسافة} = \frac{\text{الوحدة القياسية} \times (T_1 + T_2)}{2}$ حيث $T_1$ و$T_2$ هما عدد الأسنان في الترسين الكبير والصغير.

السؤال الثاني: كيف تحدد زاوية الدوران الصحيحة للترس الصغير لضمان التشابك السليم مع الترس الكبير إذا كان عدد أسنان الترس الصغير 8 أسنان؟ الإجابة: تقسم 360 درجة على عدد الأسنان ثم تقسم الناتج على 2 وفق الصيغة: $\text{زاوية الدوران} = \frac{360 / 8}{2} = 22.5^\circ$