مجموعة التروس

مجموعة التروس أو سلسلة التروس هي عنصر آلي في نظام ميكانيكي يتم تشكيله عن طريق تركيب ترسين أو أكثر على إطار بحيث تتفاعل أسنان التروس.

تم تصميم أسنان التروس لضمان دوران دوائر الملعب للتروس المتشابكة على بعضها البعض دون انزلاق، مما يوفر انتقالًا سلسًا للدوران من ترس إلى آخر. ^[2] تشمل ميزات التروس وسلاسل التروس ما يلي:

• إن نسبة التروس لدوائر الخطوة للتروس المتزاوجة تحدد نسبة السرعة والميزة الميكانيكية لمجموعة التروس.
• يوفر قطار التروس الكوكبي تخفيضًا كبيرًا للتروس في حزمة مدمجة.
• من الممكن تصميم أسنان التروس للتروس غير الدائرية ، مع استمرارها في نقل عزم الدوران بسلاسة.
• يتم حساب نسب السرعة لمحركات السلسلة والحزام بنفس الطريقة التي يتم بها حساب نسب التروس. راجع تروس الدراجة .

يمكن إرجاع انتقال الدوران بين العجلات المسننة المتلامسة إلى آلية أنتيكيثيرا في اليونان والعربة التي تتجه نحو الجنوب في الصين. تُظهر الرسوم التوضيحية التي رسمها عالم عصر النهضة جورجيوس أجريكولا سلاسل تروس ذات أسنان أسطوانية. أدى تنفيذ الأسنان الحلزونية إلى تصميم تروس قياسي يوفر نسبة سرعة ثابتة.

يتم تحديد دائرة الملعب لترس معين من خلال نقطة التماس بين ترسين متشابكين؛ على سبيل المثال، تتشابك ترسان فرعيان معًا عندما تكون دوائر الملعب الخاصة بهما مماسة، كما هو موضح. ^{[3] : 529}

قطر الملعب هو قطر دائرة الملعب للترس، مقاسًا من خلال خط الوسط الدوراني للترس، ونصف قطر الملعب هو نصف قطر دائرة الملعب. ^{[3] : 529} المسافة بين خطوط الوسط الدورانية لترسين متشابكين تساوي مجموع نصف قطر الملعب الخاص بكل منهما. ^{[3] : 533}${\displaystyle د}$ ${\displaystyle r}$

الملعب الدائري هو المسافة، المقاسة على طول دائرة الملعب، بين سن واحدة والنقطة المقابلة لها على سن مجاور. ^{[3] : 529}${\displaystyle p}$

عدد الأسنان لكل ترس هو عدد صحيح يتم تحديده بواسطة دائرة الملعب والملعب الدائري. ${\displaystyle N}$

يمكن تعريف الملعب الدائري للترس على أنه محيط دائرة الملعب باستخدام نصف قطر الملعب مقسومًا على عدد الأسنان : ^{[3] : 530}${\displaystyle p}$${\displaystyle r}$${\displaystyle N}$

${\displaystyle p\equiv {\frac {2\pi r}{N}}}$

إن سمك كل سن، الذي يتم قياسه من خلال دائرة الملعب، يساوي الفجوة بين الأسنان المجاورة (والتي يتم قياسها أيضًا من خلال دائرة الملعب) لضمان أن الأسنان الموجودة على التروس المجاورة، والمقطوعة بنفس شكل السن، يمكن أن تتشابك دون تداخل. وهذا يعني أن الملعب الدائري يساوي ضعف سمك السن، ^{[3] : 535}${\displaystyle t}$${\displaystyle p}$

${\displaystyle p=2t}$

في الولايات المتحدة، يكون الانحدار القطري هو عدد الأسنان الموجودة في الترس مقسومًا على قطر الانحدار؛ وبالنسبة لدول النظام الدولي للوحدات، فإن الوحدة هي مقلوب هذه القيمة. ^{[3] : 529} بالنسبة لأي ترس، فإن العلاقة بين عدد الأسنان والانحدار القطري أو الوحدة وقطر الانحدار تعطى بواسطة: ${\displaystyle P}$ ${\displaystyle م}$

${\displaystyle d={\frac {N}{P}}=N\cdot m}$

نظرًا لأن قطر الملعب مرتبط بالملعب الدائري كما يلي

${\displaystyle d\equiv 2r={\frac {Np}{\pi }}}$

هذا يعنى

${\displaystyle {\frac {N}{P}}=N\cdot m={\frac {Np}{\pi }}}$

وبإعادة الترتيب، نحصل على علاقة بين الملعب القطري والملعب الدائري: ^{[3] : 530}

${\displaystyle P={\frac {1}{m}}={\frac {\pi }{p}}}$

بالنسبة لزوج من التروس المتشابكة، يمكن حساب نسبة السرعة الزاوية ، والمعروفة أيضًا باسم نسبة التروس ، من نسبة أقطار الخطوة أو نسبة عدد الأسنان في كل ترس. حدد نسبة السرعة الزاوية لترسين متشابكين A و B كنسبة حجم السرعات الزاوية الخاصة بهما: ${\displaystyle R_{AB}}$

${\displaystyle R_{AB}\equiv {\frac {|\أوميغا _{أ}|}{|\أوميغا _{ب}|}}}$

هنا، يتم استخدام المؤشرات السفلية لتعيين الترس، لذا فإن الترس A له نصف قطر وسرعة زاوية مع أسنان ، والتي تتشابك مع الترس B الذي له قيم مقابلة لنصف القطر والسرعة الزاوية والأسنان . ${\displaystyle r_{A}}$${\displaystyle \omega _{A}}$${\displaystyle N_{A}}$${\displaystyle r_{B}}$${\displaystyle \omega _{B}}$${\displaystyle N_{B}}$

عندما يتم تشابك هذين الترسين ويدوران دون انزلاق، تكون سرعة نقطة المماس حيث تتلامس دائرتي الملعب هي نفسها في كلا الترسين، ويتم تحديدها بواسطة: ^{[3] : 533}${\displaystyle v}$

${\displaystyle v=|r_{A}\أوميغا _{A}|=|r_{B}\أوميغا _{B}|}$

وبإعادة الترتيب، فإن نسبة مقادير السرعة الزاوية هي معكوس نسبة أقطار دائرة الملعب:

${\displaystyle {\frac {|\أوميغا _{أ}|}{|\أوميغا _{ب}|}}={\frac {ر_{ب}}{ر_{أ}}}}$

لذلك، يمكن تحديد نسبة السرعة الزاوية من أقطار الملعب المقابلة: ^{[3] : 533، 552}

${\displaystyle R_{AB}\equiv \left|{\frac {\omega _{A}}{\omega _{B}}}\right|={\frac {r_{B}}{r_{A}}}}$

على سبيل المثال، إذا كان نصف قطر دائرة خطوة الترس A يبلغ 1 بوصة (25 مم) وكان نصف قطر دائرة خطوة الترس B يبلغ 2 بوصة (51 مم)، فإن نسبة السرعة الزاوية هي 2، والتي تُكتب أحيانًا على أنها 2:1. يدور الترس A بسرعة ضعف سرعة الترس B. لكل دورة كاملة للترس A (360 درجة)، يدور الترس B نصف دورة (180 درجة). ${\displaystyle R_{AB}}$

بالإضافة إلى ذلك، ضع في اعتبارك أنه من أجل التشابك بسلاسة والدوران دون انزلاق، يجب أن يكون لهذين الترسين A و B أسنان متوافقة. نظرًا لأن عرضي السن والفجوة متماثلان، فيجب أن يكون لهما أيضًا نفس الملعب الدائري ، مما يعني ${\displaystyle p}$

${\displaystyle p_{A}=p_{B}}$أو ما يعادله${\displaystyle {\frac {2\pi r_{A}}{N_{A}}}={\frac {2\pi r_{B}}{N_{B}}}}$

يمكن إعادة ترتيب هذه المعادلة لإظهار أن نسبة نصف قطر دائرة الملعب لترسين متشابكين تساوي نسبة عدد أسنانهما:

${\displaystyle {\frac {r_{B}}{r_{A}}}={\frac {N_{B}}{N_{A}}}}$

نظرًا لأن نسبة السرعة الزاوية تعتمد على نسبة أقطار دائرة الملعب، يتم تحديدها بشكل مكافئ من خلال نسبة عدد الأسنان: ${\displaystyle R_{AB}}$

${\displaystyle R_{AB}\equiv {\frac {|\omega _{A}|}{|\omega _{B}|}}={\frac {r_{B}}{r_{A}}}={\frac {N_{B}}{N_{A}}}}$

بمعنى آخر، نسبة السرعة [الزاوية] تتناسب عكسيا مع نصف قطر دائرة الملعب وعدد أسنان الترس A ، وتتناسب مباشرة مع نفس القيم للترس B.

تحدد نسبة التروس أيضًا عزم الدوران المنقول. تُعرَّف نسبة عزم دوران مجموعة التروس على أنها نسبة عزم الدوران الناتج إلى عزم الدوران المدخل. باستخدام مبدأ العمل الافتراضي ، تكون نسبة عزم دوران مجموعة التروس مساوية لنسبة التروس، أو نسبة السرعة، لمجموعة التروس. مرة أخرى، افترض أن لدينا ترسين A و B ، مع وجود فهرس يشير إلى كل ترس والترس A يعمل كترس الإدخال. ${\displaystyle {\mathrm {TR} }_{AB}}$

${\displaystyle {\mathrm {TR} }_{AB}\equiv {\frac {T_{B}}{T_{A}}}}$

بالنسبة لهذا التحليل، ضع في اعتبارك مجموعة تروس بها درجة حرية واحدة، مما يعني أن الدوران الزاوي لجميع التروس في مجموعة التروس يتم تحديده بواسطة زاوية الترس المدخل. يتم تحويل عزم الدوران المدخل المؤثر على الترس المدخل A بواسطة مجموعة التروس إلى عزم الدوران الناتج الذي يمارسه الترس الناتج B.${\displaystyle T_{A}}$${\displaystyle T_{B}}$

لتكن نسبة السرعة، إذن حسب التعريف ${\displaystyle R_{AB}}$

${\displaystyle R_{AB}\equiv {\frac {|\omega _{A}|}{|\omega _{B}|}}}$

بافتراض أن التروس صلبة ولا توجد خسائر في تعشيق أسنان التروس، فيمكن استخدام مبدأ العمل الافتراضي لتحليل التوازن الثابت لقطار التروس. نظرًا لوجود درجة حرية واحدة، فإن زاوية θ لترس الإدخال تحدد تمامًا زاوية ترس الإخراج وتعمل كإحداثيات عامة لقطار التروس.

${\displaystyle {\frac {d\theta }{dt}}=\omega _{A}}$

يمكن إعادة ترتيب نسبة سرعة مجموعة التروس لإعطاء مقدار السرعة الزاوية للترس الخارجي من حيث سرعة الترس الداخلي. ${\displaystyle R_{AB}}$

${\displaystyle |\omega _{B}|={\frac {|\omega _{A}|}{R_{AB}}}}$

إعادة الكتابة من حيث السرعة الزاوية المشتركة،

${\displaystyle \omega _{A}=\omega ,\quad \omega _{B}=\omega /R_{AB}\!}$

ينص مبدأ العمل الافتراضي على أن قوة الإدخال على الترس A وقوة الإخراج على الترس B باستخدام عزم الدوران المطبق سوف يساويان صفرًا: ^[4]

${\displaystyle F_{\theta }=T_{A}{\frac {\partial \omega _{A}}{\partial \omega }}-T_{B}{\frac {\partial \omega _{B}}{\partial \omega }}=T_{A}-T_{B}/R_{AB}=0.}$

يمكن إعادة ترتيب ذلك إلى:

${\displaystyle R_{AB}={\frac {T_{B}}{T_{A}}}}$

نظرًا لأن نسبة التروس في مجموعة التروس، فإن عزم الدوران الداخل المطبق على ترس الإدخال A وعزم الدوران الخارجي على ترس الإخراج B مرتبطان بنفس نسبة التروس أو السرعة. ${\displaystyle R_{AB}}$${\displaystyle T_{A}}$${\displaystyle T_{B}}$

تُعرف نسبة عزم الدوران لسلسلة التروس أيضًا باسم ميزتها الميكانيكية ؛ وكما هو موضح، فإن نسبة التروس ونسبة السرعة لسلسلة التروس تعطي أيضًا ميزتها الميكانيكية.

${\displaystyle \mathrm {MA} \equiv {\frac {T_{B}}{T_{A}}}=R_{AB}}$

الميزة الميكانيكية لزوج من التروس المتشابكة حيث يحتوي ترس الإدخال A على أسنان ويحتوي ترس الإخراج B على أسنان تعطى بواسطة ^{[5] : 74–76}${\displaystyle \mathrm {MA} }$${\displaystyle N_{A}}$${\displaystyle N_{B}}$

${\displaystyle \mathrm {MA} =R_{AB}=\left|{\frac {\omega _{A}}{\omega _{B}}}\right|={\frac {N_{B}}{N_{A}}}}$

يوضح هذا أنه إذا كان الترس الخارجي B يحتوي على أسنان أكثر من الترس الداخلي A ، فإن مجموعة التروس تعمل على تضخيم عزم الإدخال. في هذه الحالة، يُطلق على مجموعة التروس اسم مخفض السرعة وبما أن الترس الخارجي يجب أن يحتوي على أسنان أكثر من الترس الداخلي، فإن مخفض السرعة يعمل على تضخيم عزم الإدخال. ^{[5] : 76} عندما يدور الترس الداخلي بشكل أسرع من الترس الخارجي، فإن مجموعة التروس تعمل على تضخيم عزم الإدخال. وعلى العكس من ذلك، إذا كان الترس الخارجي يحتوي على أسنان أقل من الترس الداخلي، فإن مجموعة التروس تقلل من عزم الإدخال؛ ^{[5] : 68} بمعنى آخر، عندما يدور الترس الداخلي بشكل أبطأ من الترس الخارجي، فإن مجموعة التروس تقلل من عزم الإدخال.

مجموعة أدوات الصيد هي مجموعة من التروس حيث يكون عدد أسنان التروس أوليًا نسبيًا في كل ترس في زوج متداخل. نظرًا لأن عدد الأسنان في كل ترس ليس له عوامل مشتركة ، فإن أي سن في أحد التروس سيتلامس مع كل سن في الترس الآخر قبل مواجهة نفس السن مرة أخرى. يؤدي هذا إلى تآكل أقل وعمر أطول للأجزاء الميكانيكية. مجموعة أدوات غير الصيد هي مجموعة حيث يكون عدد الأسنان أوليًا بشكل غير كافٍ. في هذه الحالة، ستتلامس بعض أسنان التروس المحددة مع أسنان ترس معارضة معينة أكثر من غيرها، مما يؤدي إلى تآكل أكثر لبعض الأسنان من غيرها. ^[6]

أبسط مثال على سلسلة التروس يحتوي على ترسين. ينقل ترس الإدخال (المعروف أيضًا باسم ترس القيادة أو السائق ) الطاقة إلى ترس الإخراج (المعروف أيضًا باسم ترس القيادة ). عادةً ما يكون ترس الإدخال متصلاً بمصدر طاقة، مثل محرك أو محرك كهربي. في مثل هذا المثال، يعتمد خرج عزم الدوران وسرعة الدوران من ترس الإخراج (المحرك) على نسبة أبعاد الترسين أو نسبة عدد الأسنان.

في سلسلة من التروس المتصلة ببعضها البعض، تعتمد النسبة فقط على عدد الأسنان في الترس الأول والأخير. لا تغير التروس المتوسطة، بغض النظر عن حجمها، نسبة التروس الإجمالية للسلسلة. ومع ذلك، فإن إضافة كل ترس متوسط ​​يعكس اتجاه دوران الترس الأخير.

يُطلق على الترس الوسيط الذي لا يحرك عمودًا لأداء أي عمل اسم ترس الخمول. وفي بعض الأحيان، يتم استخدام ترس خمول واحد لعكس الاتجاه، وفي هذه الحالة قد يُشار إليه باسم ترس الخمول العكسي . على سبيل المثال، يقوم ناقل الحركة اليدوي النموذجي للسيارة بتشغيل الترس العكسي عن طريق إدخال ترس خمول عكسي بين ترسين.

يمكن أن تنقل التروس الخاملة أيضًا الدوران بين أعمدة متباعدة في المواقف التي يكون فيها من غير العملي ببساطة جعل التروس البعيدة أكبر لتقريبها معًا. لا تشغل التروس الأكبر مساحة أكبر فحسب، بل إن كتلة وعزم الدوران ( عزم القصور الذاتي ) للترس يتناسبان مع مربع نصف قطره. بدلاً من التروس الخاملة، يمكن استخدام حزام مسنن أو سلسلة لنقل عزم الدوران عبر المسافة.

إذا كان لسلسلة تروس بسيطة ثلاثة تروس، بحيث يتشابك ترس الإدخال A مع ترس وسيط I والذي يتشابك بدوره مع ترس الإخراج B ، فإن دائرة ميل الترس الوسيط تتدحرج دون انزلاق على كل من دوائر ميل ترس الإدخال وترس الإخراج. وهذا يعطي العلاقتين

${\displaystyle {\frac {|\omega _{A}|}{|\omega _{I}|}}={\frac {N_{I}}{N_{A}}},\quad {\frac {|\omega _{I}|}{|\omega _{B}|}}={\frac {N_{B}}{N_{I}}}.}$

يتم الحصول على نسبة السرعة لسلسلة التروس الكلية عن طريق ضرب هاتين المعادلتين لكل زوج ( A / I و I / B ) للحصول على

${\displaystyle R={\frac {|\omega _{A}|}{|\omega _{B}|}}={\frac {N_{B}}{N_{A}}}.}$

يرجع ذلك إلى أن عدد أسنان الترس الخامل يلغى عندما يتم ضرب نسب التروس للمجموعتين الفرعيتين: ${\displaystyle N_{I}}$

${\displaystyle R_{final}=R_{AI}\cdot R_{IB}}$

${\displaystyle =\left({\frac {N_{I}}{N_{A}}}\right)\cdot \left({\frac {N_{B}}{N_{I}}}\right)=\left({\frac {N_{B}}{N_{A}}}\right)}$

لاحظ أن نسبة التروس هذه هي نفسها تمامًا كما هو الحال عندما يتم تعشيق التروس A و B بشكل مباشر. يوفر الترس الوسيط التباعد ولكنه لا يؤثر على نسبة التروس. لهذا السبب يُطلق عليه اسم ترس خامل . يتم الحصول على نفس نسبة التروس لتسلسل تروس خاملة وبالتالي يتم استخدام ترس خامل لتوفير نفس الاتجاه لتدوير ترس المحرك والترس المتحرك. إذا تحرك ترس المحرك في اتجاه عقارب الساعة، فإن الترس المتحرك يتحرك أيضًا في اتجاه عقارب الساعة بمساعدة ترس الخامل.

في الصورة، افترض أن أصغر ترس (الترس أ ، في الزاوية اليمنى السفلية) متصل بالمحرك، مما يجعله ترس القيادة أو ترس الإدخال. يسمى الترس الأكبر حجمًا إلى حد ما في المنتصف (الترس الأول) ترسًا خاملًا . إنه غير متصل مباشرة بالمحرك أو بعمود الإخراج وينقل الطاقة فقط بين ترس الإدخال والإخراج. يوجد ترس ثالث (الترس ب ) موضح جزئيًا في الزاوية اليمنى العلوية من الصورة. بافتراض أن الترس متصل بعمود إخراج الماكينة، فهو ترس الإخراج أو المحرك.

بالنظر إلى التروس A و I فقط ، يمكن حساب نسبة التروس بين الترس الخامل والترس المدخل كما لو كان الترس الخامل هو الترس المخرج. يحتوي الترس المدخل A في هذه المجموعة الفرعية المكونة من ترسين على 13 سنًا ( ) ويحتوي الترس الخامل I على 21 سنًا ( ). وبالتالي، فإن نسبة التروس لهذه المجموعة الفرعية هي ${\displaystyle N_{A}}$${\displaystyle N_{I}}$${\displaystyle R_{AI}}$

${\displaystyle R_{AI}={\frac {N_{I}}{N_{A}}}={\frac {21}{13}}}$

هذا هو تقريبًا 1.62 أو 1.62:1. وبهذه النسبة، فهذا يعني أن ترس القيادة ( أ ) يجب أن يدور 1.62 دورة لتدوير ترس الإخراج ( ي ) مرة واحدة. وهذا يعني أيضًا أنه لكل دورة واحدة لترس القيادة ( أ )، فإن ترس الإخراج ( ي ) قد أجرى 13 ⁄ 21 = 1 ⁄ 1.62 ، أو 0.62 دورة. يدور الترس الأكبر ( ي ) بشكل أبطأ.

يحتوي الترس الثالث في الصورة ( ب ) على أسنان. الآن فكر في نسبة التروس للمجموعة الفرعية المكونة من التروس I و B ، مع عمل الترس الخامل I كمدخل والترس الثالث B كمخرج. وبالتالي تكون نسبة التروس بين الترس الخامل ( I ) والترس الثالث ( ب )${\displaystyle N_{B}=42}$${\displaystyle R_{IB}}$

${\displaystyle R_{IB}={\frac {N_{B}}{N_{I}}}={\frac {42}{21}}}$

أو 2:1.

نسبة التروس النهائية للنظام المركب هي 1.62×2≈3.23. لكل 3.23 دورة من أصغر ترس A ، يدور أكبر ترس B دورة واحدة، أو لكل دورة من أصغر ترس A ، يدور أكبر ترس B دورة 0.31 (1/3.23) دورة، أي بإجمالي تخفيض يبلغ حوالي 1:3.23 (نسبة تخفيض التروس (GRR) = 1/نسبة التروس (GR)).

نظرًا لأن الترس الخامل I يتصل مباشرة بالترس الأصغر A والترس الأكبر B ، فيمكن إزالته من الحساب، مما يعطي أيضًا نسبة 42/13≈3.23. يعمل الترس الخامل على جعل كل من ترس القيادة والترس المتحرك يدوران في نفس الاتجاه، لكنه لا يمنح أي ميزة ميكانيكية.

تتكون مجموعة تروس التخفيض المزدوجة من زوجين من التروس، كل منها عبارة عن تخفيض فردي على حدة، في سلسلة. في الرسم البياني، توفر التروس الحمراء والزرقاء المرحلة الأولى من التخفيض بينما توفر التروس البرتقالية والخضراء المرحلة الثانية من التخفيض. التخفيض الكلي هو حاصل ضرب المرحلة الأولى من التخفيض والمرحلة الثانية من التخفيض.

من الضروري وجود ترسين مقترنين، بأحجام مختلفة، على عمود الدوران المتوسط . إذا تم استخدام ترس متوسط ​​واحد، فإن النسبة الإجمالية ستكون ببساطة بين الترسين الأول والأخير، وسوف يعمل الترس المتوسط ​​كترس خامل فقط : سيعكس اتجاه الدوران، لكنه لن يغير النسبة.

يمكن ربط تروس خاصة تسمى العجلات المسننة مع سلاسل، كما هو الحال في الدراجات وبعض الدراجات النارية . وبدلاً من ذلك، يمكن أن تحتوي الأحزمة أيضًا على أسنان ويمكن ربطها ببكرات تشبه التروس. ومرة ​​أخرى، يمكن تطبيق المحاسبة الدقيقة للأسنان والدورات مع هذه الآلات.

على سبيل المثال، يتم استخدام حزام ذو أسنان، يسمى حزام التوقيت ، في بعض محركات الاحتراق الداخلي لمزامنة حركة عمود الحدبات مع حركة العمود المرفقي ، بحيث تفتح الصمامات وتغلق في الجزء العلوي من كل أسطوانة في الوقت المناسب تمامًا بالنسبة لحركة كل مكبس . يتم استخدام سلسلة، تسمى سلسلة التوقيت ، في بعض السيارات لهذا الغرض، بينما في سيارات أخرى، يتم ربط عمود الحدبات والعمود المرفقي معًا مباشرة من خلال تروس شبكية. بغض النظر عن شكل الدفع المستخدم، تكون نسبة تروس العمود المرفقي إلى عمود الحدبات دائمًا 2:1 في المحركات رباعية الأشواط ، مما يعني أنه لكل دورتين من العمود المرفقي، يدور عمود الحدبات مرة واحدة.

تحتوي مجموعات نقل الحركة في السيارات بشكل عام على منطقتين رئيسيتين أو أكثر يتم فيها استخدام مجموعات التروس.

بالنسبة لمركبات محرك الاحتراق الداخلي (ICE)، يتم استخدام التروس عادةً في ناقل الحركة ، والذي يحتوي على عدد من مجموعات التروس المختلفة التي يمكن تغييرها للسماح بمجموعة واسعة من سرعات المركبة أثناء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي ضمن نطاق أضيق من السرعات، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة والقوة وعزم الدوران . نظرًا لأن المركبات الكهربائية تستخدم بدلاً من ذلك محركًا واحدًا أو أكثر من محركات الجر الكهربائية التي تتمتع عمومًا بنطاق أوسع من سرعات التشغيل، فإنها عادةً ما تكون مجهزة بمجموعة تروس تخفيض بنسبة واحدة بدلاً من ذلك.

مجموعة التروس الثانية الشائعة في جميع المركبات الآلية تقريبًا هي الترس التفاضلي ، والذي يحتوي على المحرك النهائي ويوفر غالبًا خفضًا إضافيًا للسرعة عند العجلات. علاوة على ذلك، يحتوي الترس التفاضلي على تروس تقسم عزم الدوران بالتساوي ^{[ بحاجة لمصدر ]} بين العجلتين مع السماح لهما بالحصول على سرعات مختلفة عند السفر في مسار منحني.

قد يكون ناقل الحركة والمحرك النهائي منفصلين ومتصلين بواسطة عمود نقل الحركة ، أو قد يتم دمجهما في وحدة واحدة تسمى ناقل الحركة المحوري . تعتبر نسب التروس في ناقل الحركة والمحرك النهائي مهمة لأن نسب التروس المختلفة ستغير خصائص أداء السيارة.

كما هو مذكور، غالبًا ما يكون محرك الاحتراق الداخلي مزودًا بمجموعة تروس لمزامنة تشغيل الصمام مع سرعة العمود المرفقي. عادةً، يتم تشغيل أعمدة الكامات بواسطة تروس أو سلسلة أو حزام مسنن.

شيفروليه كورفيت C5 Z06 موديل 2004 ، ناقل حركة يدوي بست سرعات

معدات	1	2	3	4	5	6	ر
نسبة	2.97:1	2.07:1	1.43:1	1:00:1	0.84:1	0.56:1	-3.38:1

في الترس الأول، يدور المحرك 2.97 دورة لكل دورة من خرج ناقل الحركة. في الترس الرابع، تعني نسبة التروس 1:1 أن المحرك وخرج ناقل الحركة يدوران بنفس السرعة، ويشار إليها بنسبة "الدفع المباشر". تُعرف التروس الخامسة والسادسة باسم تروس السرعة الزائدة ، حيث يدور خرج ناقل الحركة بشكل أسرع من خرج المحرك.

تم تجهيز كورفيت أعلاه بترس تفاضلي بنسبة دفع نهائية (أو نسبة محور) تبلغ 3.42:1، مما يعني أنه لكل 3.42 دورة من خرج ناقل الحركة، تدور العجلات دورة واحدة. تتضاعف نسبة الترس التفاضلي بنسبة ناقل الحركة، لذا في الترس الأول، يدور المحرك 10.16 (= 2.97 × 3.42) دورة لكل دورة من العجلات.

يمكن اعتبار إطارات السيارة بمثابة نوع ثالث من التروس تقريبًا. تم تجهيز هذه السيارة بإطارات مقاس 295/35-18، والتي يبلغ محيطها 82.1 بوصة. وهذا يعني أنه لكل دورة كاملة للعجلة، تتحرك السيارة مسافة 82.1 بوصة (209 سم). إذا كانت إطارات كورفيت أكبر، فستقطع مسافة أطول مع كل دورة للعجلة، وهو ما يشبه الترس الأعلى. إذا كانت إطارات السيارة أصغر، فستشبه الترس الأدنى.

من خلال نسب التروس في ناقل الحركة والترس التفاضلي وحجم الإطارات، يصبح من الممكن حساب سرعة السيارة لترس معين عند سرعة دوران محرك معينة .

على سبيل المثال، من الممكن تحديد المسافة التي ستقطعها السيارة لدورة واحدة من المحرك عن طريق تقسيم محيط الإطار على نسبة التروس المدمجة لناقل الحركة والترس التفاضلي.

${\displaystyle d={\frac {c_{t}}{gr_{t}\times gr_{d}}}}$

ومن الممكن أيضًا تحديد سرعة السيارة من سرعة المحرك عن طريق ضرب محيط الإطار بسرعة المحرك والقسمة على نسبة التروس المدمجة.

${\displaystyle v_{c}={\frac {c_{t}\times v_{e}}{gr_{t}\times gr_{d}}}}$

لاحظ أن الإجابة هي بالبوصة في الدقيقة، والتي يمكن تحويلها إلى ميل في الساعة عن طريق القسمة على 1056. ^[7]

معدات	المسافة لكل دورة محرك	السرعة لكل 1000 دورة في الدقيقة
الترس الأول	8 بوصة (200 ملم)	7.6 ميل في الساعة (12.2 كم/ساعة)
الترس الثاني	11.5 بوصة (290 ملم)	10.9 ميل في الساعة (17.5 كم/ساعة)
الترس الثالث	16.6 بوصة (420 ملم)	15.7 ميل في الساعة (25.3 كم/ساعة)
الترس الرابع	23.7 بوصة (600 ملم)	22.5 ميل في الساعة (36.2 كم / ساعة)
الترس الخامس	28.3 بوصة (720 ملم)	26.8 ميل في الساعة (43.1 كم / ساعة)
الترس السادس	42.4 بوصة (1,080 ملم)	40.1 ميل في الساعة (64.5 كم / ساعة)

This section possibly contains original research. Please improve it by verifying the claims made and adding inline citations. Statements consisting only of original research should be removed. (April 2009) (Learn how and when to remove this message)

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Gear train" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (April 2011) (Learn how and when to remove this message)

ناقل الحركة ذو النسبة القريبة هو ناقل حركة يكون فيه الاختلاف بين نسب التروس ضئيلاً نسبياً. على سبيل المثال، يعتبر ناقل الحركة ذو نسبة عمود المحرك إلى عمود الدفع 4:1 في الترس الأول و2:1 في الترس الثاني ناقل حركة ذو نسبة عريضة عند مقارنته بناقل حركة آخر بنسبة 4:1 في الترس الأول و3:1 في الترس الثاني. وذلك لأن ناقل الحركة ذو النسبة القريبة لديه تقدم أقل بين التروس. بالنسبة لناقل الحركة ذو النسبة الواسعة، تكون نسبة الترس الأول 4:1 أو 4، وفي الترس الثاني تكون 2:1 أو 2، وبالتالي فإن التقدم يساوي 4/2 = 2 (أو 200%). بالنسبة لناقل الحركة ذو النسبة القريبة، تكون نسبة الترس الأول 4:1 أو 4، وتكون نسبة الترس الثاني 3:1 أو 3، وبالتالي فإن التقدم بين التروس هو 4/3، أو 133%. نظرًا لأن 133% أقل من 200%، فإن ناقل الحركة ذو التقدم الأصغر بين التروس يعتبر ذو نسبة قريبة. ومع ذلك، فإن الاختلاف بين ناقل الحركة ذي النسبة القريبة وناقل الحركة ذي النسبة العريضة هو ذاتي ونسبي. ^[8]

تتوفر ناقل الحركة ذو النسبة القريبة بشكل عام في السيارات الرياضية والدراجات الرياضية وخاصة في مركبات السباق، حيث يتم ضبط المحرك للحصول على أقصى قدر من الطاقة في نطاق ضيق من سرعات التشغيل، ومن المتوقع أن يقوم السائق أو الراكب بالتحول في كثير من الأحيان للحفاظ على المحرك في نطاق طاقته .

تتميز نسب ناقل الحركة المصنعية ذات الأربع أو الخمس سرعات باختلاف أكبر بين نسب التروس وتميل إلى أن تكون فعالة للقيادة العادية والاستخدامات ذات الأداء المعتدل. تسمح الفجوات الأوسع بين النسب بنسبة ترس أولى أعلى لتحسين السلوك في حركة المرور، ولكنها تتسبب في انخفاض سرعة المحرك بشكل أكبر عند تغيير السرعات. سيؤدي تضييق الفجوات إلى زيادة التسارع عند السرعة، وقد يؤدي إلى تحسين السرعة القصوى في ظل ظروف معينة، ولكن التسارع من وضع التوقف والتشغيل في القيادة اليومية سيعاني.

المدى هو فرق مضاعفة عزم الدوران بين التروس الأولى والرابعة؛ أما التروس ذات النسبة الأوسع فتتمتع بالمزيد، وعادة ما تكون بين 2.8 و3.2. وهذا هو العامل الأكثر أهمية في تحديد التسارع عند السرعات المنخفضة من التوقف.

التقدم هو الانخفاض أو الاضمحلال في النسبة المئوية لانخفاض سرعة المحرك في الترس التالي، على سبيل المثال بعد التحول من الترس الأول إلى الثاني. تتمتع معظم نواقل الحركة بدرجة ما من التقدم حيث يكون انخفاض عدد الدورات في الدقيقة في التحول 1-2 أكبر من انخفاض عدد الدورات في الدقيقة في التحول 2-3، والذي يكون بدوره أكبر من انخفاض عدد الدورات في الدقيقة في التحول 3-4. قد لا يكون التقدم خطيًا (مخفضًا باستمرار) أو يتم في مراحل متناسبة لأسباب مختلفة، بما في ذلك الحاجة الخاصة إلى ترس للوصول إلى سرعة أو عدد دورات في الدقيقة معينة للتجاوز والسباق وما إلى ذلك، أو ببساطة الضرورة الاقتصادية لتوفر الأجزاء.

إن المدى والتقدم ليسا متنافيين، ولكن كل منهما يحد من عدد الخيارات للآخر. إن المدى الواسع، الذي يعطي مضاعفة قوية لعزم الدوران في الترس الأول لتحقيق أداء ممتاز في حركة المرور منخفضة السرعة، وخاصة مع محرك أصغر أو مركبة ثقيلة أو نسبة محور منخفضة عدديًا مثل 2.50، يعني أن نسب التقدم يجب أن تكون عالية. إن مقدار سرعة المحرك، وبالتالي الطاقة، المفقودة في كل تغيير تروس أعلى يكون أكبر مما سيكون عليه الحال في ناقل حركة ذو مدى أقل، ولكن طاقة أقل في الترس الأول. إن الترس الأول المنخفض عدديًا، مثل 2:1، يقلل من عزم الدوران المتاح في الترس الأول، ولكنه يسمح بمزيد من خيارات التقدم.

لا يوجد خيار مثالي لنسب تروس ناقل الحركة أو نسبة القيادة النهائية للحصول على أفضل أداء في جميع السرعات، حيث أن نسب التروس هي تنازلات، وليست بالضرورة أفضل من النسب الأصلية لأغراض معينة.

• نسبة التروس في How Stuff Works
• حاسبة مجموعة التروس للدراجات النارية عبر الإنترنت في Gearingcommander.com