التخفيض الكوكبي

تُستخدم العديد من التروس في السيارات، ولكنها تُستخدم أيضًا في العديد من الآلات الأخرى. وأكثرها شيوعًا هو ناقل الحركة الذي ينقل قوة المحرك إلى الإطارات. ويؤدي ناقل الحركة في السيارة دورين رئيسيين: الأول هو إبطاء سرعة دوران المحرك العالية لنقلها إلى الإطارات؛ والثاني هو تغيير نسبة التخفيض بما يتناسب مع تسارع السيارة أو تباطؤها أو سرعة قيادتها.

تتراوح سرعة دوران محرك السيارة في ظروف القيادة العادية بين 1000 و4000 دورة في الدقيقة (17-67 دورة في الثانية). ولأن دوران الإطارات بنفس سرعة دورانها أثناء القيادة غير ممكن، فمن الضروري خفض سرعة الدوران باستخدام نسبة عدد أسنان التروس. تُسمى هذه العملية بالتباطؤ، وتُسمى نسبة سرعة دوران المحرك إلى سرعة دوران الإطارات بنسبة التخفيض.

إذن، لماذا من الضروري تغيير نسبة التخفيض تبعًا للتسارع/التباطؤ أو سرعة القيادة؟ ذلك لأن المواد تحتاج إلى قوة كبيرة لبدء الحركة، ولكنها لا تحتاج إلى قوة كبيرة للاستمرار في الحركة بعد بدء حركتها. ويمكن الاستشهاد بالسيارة كمثال جيد. إلا أن المحرك، بطبيعته، لا يستطيع تغيير ناتجه بدقة متناهية. لذلك، يتم تعديل ناتجه بتغيير نسبة التخفيض باستخدام ناقل الحركة.

يشبه نقل الطاقة الحركية عبر التروس إلى حد كبير مبدأ الرافعة. ويمكن اعتبار نسبة عدد أسنان التروس المتشابكة نسبة طول ذراعي الرافعة. أي أنه إذا كانت نسبة التخفيض كبيرة وسرعة الدوران الناتجة منخفضة مقارنةً بسرعة الدوران المدخلة، فإن الطاقة الناتجة عن النقل (العزم) ستكون كبيرة؛ أما إذا كانت سرعة الدوران الناتجة ليست منخفضة جدًا مقارنةً بسرعة الدوران المدخلة، فإن الطاقة الناتجة عن النقل (العزم) ستكون صغيرة. وبالتالي، فإن تغيير نسبة التخفيض باستخدام نظام النقل يشبه إلى حد كبير مبدأ تحريك الأشياء.

إذن، كيف تُغير ناقلة الحركة نسبة التخفيض؟ يكمن الجواب في الآلية التي تُسمى آلية التروس الكوكبية.

آلية التروس الكوكبية هي آلية تروس تتكون من أربعة مكونات، هي: الترس الشمسي (A)، وعدة تروس كوكبية (B)، والترس الداخلي (C)، والحامل (D) الذي يربط التروس الكوكبية، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه. تتميز هذه الآلية ببنية معقدة للغاية، مما يجعل تصميمها وإنتاجها في غاية الصعوبة. ورغم قدرتها على تحقيق نسبة تخفيض عالية من خلال التروس، إلا أنها تُعد آلية مناسبة لأنظمة التخفيض التي تتطلب صغر الحجم والأداء العالي، مثل ناقل الحركة في السيارات.