...............تنعى هيئة الموسوعة العربية الأستاذة الدكتورة نجدة خماش، رئيسة قسم الحضارة العربية سابقاً، والخبيرة في موسوعة الآثار حالياً...............صدور المجلد الثاني عشر من الموسوعة الطبية المتخصصة بعنوان الأمراض العصبية ...............المدير العام لهيئة الموسوعة العربية الأستاذ الدكتور محمود السيد...............صدر المجلد الحادي عشر من الموسوعة الطبية المتخصصة ويتضمن أمراض الرأس ...............صدر المجلد العاشر من الموسوعة الطبية المتخصصة وهو بعنوان: الأمراض النَّفسيّة ...............إلى زوار موقع هيئة الموسوعة العربية الكرام، نلفت عنايتكم إلى أنه لا يوجد حساب لهيئة الموسوعة العربية على أي من مواقع التواصل الاجتماعي...............صدر المجلد السابع والأخير من الموسوعة القانونية المتخصصة ...............دور النشر والمكتبات المعتمدة لتوزيع الموسوعة العربية

المجلد الثامن عشر >> العلوم التطبيقية>> الصناعة >> المسنن

المسنن Gear Engrenage

المسنن

 

المسننات gears أو التروس المسننة وسيلة لنقل الحركة (عزم، قوة، استطاعة) بين عمودين البعد المركزي بين محاورهما صغير نسبياً، أو لنقل الحركة بين محاور متوازية أو متلاقية أو متعامدة فراغياً. يتم نقل الحركة عن طريق أسنان المسننات التي تتدحرج بعضها على بعض في حركة دورانية محددة الخطوة كما تستخدم المسننات من أجل تغيير نسب عزوم نقل الحركة أو سرعة الدوران أو عكس اتجاه الدوران.

أنواع المسننات وطرائق إنتاجها

عندما يتعشق مسننان أو أكثر أحدهما مع الآخر فإن أسنانها تتراكب في سلسلة متصلة. ويتم اختيار نوع الأسنان وشكل المسننات المكونة للتعشيقات حسب العزم المطلوب لنقل الحركة ونسبة التخفيض المطلوبة وكذلك بحسب توضُّع الأعمدة أحدها بالنسبة إلى الآخر. ومن ثم هناك أربعة أنواع رئيسية من المسننات (الشكل-1)، وهي:

 

1ـ المسننات العدلة «الأسطوانية»: تكون محاور هذا النوع من المسننات موازية لمحور العمود، وهي سهلة الإنتاج إلا أنها تصدر ضجيجاً عند دورانها بسرعات عالية. ويمكن أن يكون التعشيق بين المسننين داخلياً أو خارجياً بحسب جهة الدوران المطلوبة. وإذا كان قطر الدولاب المسنن كبيراً جداً؛ فتدعى هذه التعشيقة جريدة مستقيمة (الشكل 1- ز، ط، ي).

 

الشكل (1- ز،ط،ي)

 

2ـ المسننات الحلزونية أو «مائلة الأسنان»: في هذا النوع من المسننات تكون المحاور مائلة بزاوية β من 8 ْ إلى 20 ْ عن محور العمود ويمكن أن تكون أسنانها يمينية الميل أو يسارية الميل، وهي تعمل من دون ضجيج شديد نتيجة لتلامس الأسنان تدريجياً عندما تتعشق الأسنان بعضها مع بعض في أثناء التحميل. ينتج من تعشيق المسننات الحلزونية المائلة قوة محورية FA (الشكل 1- أ، ج، ح). وهناك شكل خاص لهذا النوع من المسننات يُدعى المسننات الحلزونية المزدوجة (السهمية) وهي مبينة بالشكل (1- ب)، وهذا النوع من المسننات لا تتولد فيه قوى محورية وتستخدم هذه المسننات عموماً لنقل قدرات عالية. كذلك يمكن أن تستخدم المسننات الحلزونية لنقل الحركة بين محاور متخالفة، ويستخدم مثل هذا النوع لنقل الأحمال الصغيرة بسرعات الدوران العالية.

   

الشكل (1-أ،ج،ح)

الشكل (1-ب)

   

3ـ المسننات المخروطية: غالباً ما يستخدم هذا النوع من المسننات لنقل الحركة بين محاور متقاطعة كما هو موضح بالشكل (1- د، هـ). إن مقطع أسنان المسننات المخروطية العدلة يتضاءل في اتجاه قمة السطح المخروطي الأمامي؛ ولهذا السبب يحتاج إنتاجها إلى دقة عالية حتى لا تنكسر أسنانها. ولكن من أجل نقل حمولات كبيرة تستخدم المسننات المخروطية مائلة الأسنان أو مقوسة الأسنان كما في الشكل (1- و، ح).

   

الشكل (1-د،هـ)

الشكل (1-و-ح)

   
 

 

الشكل (1-ج)

   

4ـ المسننات الدودية (اللانهائية): تستخدم هذه المسننات عندما تكون محاور الأعمدة متعامدة فراغياً، ومن أجل الحصول على نسب نقل حركة كبيرة وتكون ذاتية القفل (أي لا يمكن إدارتها عن طريق المسنن الدودي إذا كانت زاوية التقدم للدودة أقل من 15 ْ) ويستخدم هذا النوع من المسننات على سبيل المثال في معدات الرفع لمنع سقوط الأحمال. وهذا النوع من المسننات يتألف من دودة (مسنن لانهائي)، وهي تشكل الجزء المدير (الشكل 1، ج)، وتشبه عموداً ملولباً بمقطع شبه منحرف، ويمكن أن تكون الدودة يمينية أو يسارية بباب واحد أو عدة أبواب[ر: لولبة القضبان]، ومن مسنن دودي، وهو يمثل الجزء المدار. وفي هذا النوع من التعشيق يتولد احتكاك انزلاقي كبير بين أسنان الدودة والمسنن الدودي؛ ولذلك يجب أن تزود علبة السرعة بزجاجة تبين مستوى التزييت المطلوب حتى لا يحدث اهتراء للأسنان، ويجب أن يكون معدن الدودة والمسنن الدودي من المعادن أو السبائك الصعبة الاهتراء، ولا تولّد حرارة خارج الحدود المسموح بها. وغالباً ما تصنع الدودة من الصلب الكربوني أو السبائكي، ويصنع المسنن الدودي من البرونز. تمتاز المسننات الدودية بصغر حجمها وذلك من أجل الحصول على نسب تخفيض عالية.

إنتاج المسننات:

هناك طرائق عديدة لقطع أسنان المسننات وأهم هذه الطرائق هي الآتية:

- التفريز التشكيلي: تنتج المسننات بالتفريز على مكنات التفريز العامة، وذلك باستخدام رأس تقسيم ومقاطع تفريز مسننات ذات رؤوس قطع حادة «سكينة التفريز» والشكل الجانبي الرأس لسكينة التفريز مماثل للشكل الجانبي للفراغ بين أسنان المسنن المراد إنتاجه، ويتم قطع كل فراغ بين مسننين على حدة. ويجب أن يكون مساوياً لخطوة المسنن وفق النموذج المحدد له (الشكل 2- أ).

   

الشكل (2-أ) التفريز التشكيلي لمسنن بمقطع تفريز مخلّص يدار القرص (الترس) المُصنَّع بمقدار خطوة واحدة بعد الانتهاء من قطع كل فراغ بين سنّتين

 

   

- إنتاج الأسنان باستخدام التفريز الحلزوني المخدد: يقوم مقطع تفريز الأسنان الحلزوني المخدد بقطع الفراغات بين الأسنان في الترس المصنَّع. ويشابه مقطع التفريز هذا دودة (حلزوناً) ذات جريدة مسننة الجانب بالنظام الالتفافي، وبها أخاديد مفرزة في الاتجاه العمودي على أسنان الدودية، تعمل القطع المشغولة والتفريز معاً مثل الترس الدودي والعجلة الدودية، فإذا احتيج إلى قطع مسنن عدد أسنانه مثلاً؛ فإن المسنن المصنّع يدور دورة واحدة لكل 50 دورة لمقطع تفريز الأسنان المخدّد، وتكافئ خطوة مقطع التفريز الدودي خطوة المسنن المطلوب قطعه وتفريزه، ويمكن خفض زمن التشغيل بربط مجموعة من المسننات المراد تفريزها بعضها فوق بعض. وعند قطع التروس الأسطوانية العدلة يمال محور مقطع تفريز الأسنان المخدد بزاوية الخطوة (تقدم الأسنان). أما عند قطع المسننات المائلة فإنه يجب أخذ زاوية ميل الأسنان أيضاً بالحسبان. والشكل 2- ب يوضح طريقة تصنيع أسنان المسننات.

 

الشكل (2-ب) قطع تصنيع المسنن تفريز أسنان دلفيني مخدّد

 

- قطع الأسنان بالحركة الدورانية لعجلة القطع المسننة: يتم إنتاج أسنان المسننات بأداة قطع شكلها على هيئة ترس أسطواني عدل، يقوم بشوط قطع وشوط رجوع وهو يدور حول محوره. يعمل المسنن المراد تفريزه كما لو كان مسنناً متعشقاً مع ترس القطع غير أنه يبتعد عنه في أثناء شوط الرجوع. والشكل 2-ج يوضح طريقة قطع أسنان المسننات الحلزونية والعدلة بهذه الطريقة.

   

الشكل (2-ج) قطع أسنان المسننات بعجلة قطع مسننة

   

 

العناصر الأساسية للمسننات

العناصر الأساسية للمسننات هي:

دائرة الخطوة، دائرة الجذر، دائرة الساق، الساق، الجذر، ارتفاع السن، جانب السن وتعرّف الخطوة على أنها المسافة بين محوري سنين متجاورتين على دائرة الخطوة p، ومن ثم يمكن حساب الخطوة لمسنن ما على أساس بفرض أن عدد الأسنان z وقطر دائرة خطوته d فإن: π.d = p .z ويدعى البعد بالموديول Module مقاساً بالمليمتر. يعرّف الموديول بأنه الحيز الذي تشغله السن الواحد من أسنان المسنن فيما لو تخيلنا أن أسنان المسنن صفت على قطر دائرة الخطوة، ومن ثم يحسب الموديول بدلالة العلاقة الآتية:

تؤخذ قيم الموديول من جداول نظامية (الشكل 3).

الشكل (3) العناصر الأساسية للمسننات

   

طرائق اختبار المسننات

1ـ اختبار الأبعاد: يتم قياس أبعاد المسنن بأجهزة قياس دقيقة تحدد قطره الخارجي وارتفاع السن وعرض السن وخطوته، كما يتم اختبار المسنن في أثناء تركيبه وتعشيقه بمسنن آخر بحيث يتحقق التوازي التام بين المحاور، وأن يكون المسنن راكباً عمودياً تماماً على محور المسنن.

   
 
 

الشكل (4) علبة السرعة في المخرطة

2ـ اختبار المسنن تصميمياً: بحيث يجب أن يكون المسنن محققاً لشرطين:

- شروط المتانة: بحيث تكون أسنانه متينة لا تنكسر في أثناء نقل الأحمال.

- شروط الاهتراء: بحيث تكون أسنانه لا تتعب في أثناء تغير الأحمال عليها.

تطبيقات المسننات

تستخدم المسننات في معظم آلات النقل والرفع والتشغيل والطيران والتي تحتاج إلى تغيير نسب نقل الحركة أو اتجاهها بأسلوب تدريجي للحصول على السرعات الضرورية للأداء الوظيفي للآلات والأجهزة المرتبطة معها ويوضح الشكل (4) أحد تطبيقات المسننات في علبة سرعة إحدى المخارط.

 

 

 

محمد جمال نمرة

الموضوعات ذات الصلة:

علبة السرعة ـ الفرز والفرازة.

مراجع للاستزادة:

- FRANKLIN D. JONES &HENRYH. RYFFEL, Gear Design Simplified (Industrial Press 1994).

- DARLE W. DUDLY, Handbook of Practical Gear Design (CRC 1994).


اقرأ المزيد ...
رقم صفحه البحث ضمن المجلد:605