تُستخدم التروس الدودية، وهي مكونات لنقل الحركة، بشكل أساسي كمخفضات عالية النسبة لتغيير اتجاه دوران العمود وتقليل السرعة وزيادة عزم الدوران بين الأعمدة الدوارة غير المتوازية. وتُستخدم هذه التروس على الأعمدة ذات المحاور المتعامدة غير المتقاطعة. ونظرًا لأن أسنان التروس المتشابكة تنزلق فوق بعضها البعض، فإن التروس الدودية أقل كفاءة مقارنةً بأنظمة نقل الحركة الأخرى، إلا أنها قادرة على خفض السرعة بشكل كبير في مساحات ضيقة للغاية، ولذلك فهي تُستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية. ويمكن تصنيف التروس الدودية إلى نوعين رئيسيين: أحادية التغليف وثنائية التغليف، وذلك بناءً على هندسة الأسنان المتشابكة. سنتناول هنا شرحًا للتروس الدودية، بالإضافة إلى شرح لآلية عملها وتطبيقاتها الشائعة.

تروس دودة أسطوانية

الشكل الأساسي للدودة هو المسنن الحلزوني الذي تُصنع منه التروس المستقيمة. تتميز أسنان المسنن بجدران مستقيمة، ولكن عند استخدامها لتشكيل أسنان على قطع التروس الخام، فإنها تُنتج شكل السن المنحني المألوف للترس المستقيم الحلزوني. يلتف شكل سن المسنن هذا حول جسم الدودة. عجلة دودة يتكون منتروس حلزونيةتُقطع الأسنان بزاوية تُطابق زاوية سن الدودة. ويظهر شكل الحافر الحقيقي فقط في الجزء المركزي من العجلة، حيث تنحني الأسنان لتُحيط بالدودة. وتُشبه آلية التعشيق آلية تعشيق المسنن الذي يُحرك الترس الصغير، إلا أن الحركة الانتقالية للمسنن تُستبدل بالحركة الدورانية للدودة. ويُوصف انحناء أسنان العجلة أحيانًا بأنه "حلقي".

تحتوي الديدان على خيط واحد على الأقل، وقد يصل عددها إلى أربعة خيوط أو أكثر. يتعشق كل خيط مع سنّ على عجلة الدودة، التي تحتوي على عدد أكبر بكثير من الأسنان وقطر أكبر بكثير من قطر الدودة. يمكن للديدان أن تدور في كلا الاتجاهين. عادةً ما تحتوي عجلات الديدان على 24 سنًا على الأقل، ويجب أن يكون مجموع أسنان الدودة وأسنان العجلة أكبر من 40 سنًا. يمكن تصنيع الديدان مباشرةً على العمود أو بشكل منفصل ثم تركيبها على العمود لاحقًا.
تتميز العديد من مخفضات السرعة ذات التروس الدودية نظرياً بخاصية القفل الذاتي، أي أنها غير قابلة للدوران العكسي بواسطة عجلة التروس الدودية، وهو ما يُعد ميزة في العديد من التطبيقات مثل الرفع. وعندما يكون الدوران العكسي خاصية مرغوبة، يمكن تعديل هندسة التروس الدودية والعجلة للسماح بذلك (غالباً ما يتطلب ذلك عدة عمليات تشغيل).
يتم تحديد نسبة سرعة الدودة والعجلة من خلال نسبة عدد أسنان العجلة إلى خيوط الدودة (وليس أقطارها).
نظراً لأن الدودة تتعرض للتآكل أكثر من العجلة، فغالباً ما تُستخدم مواد مختلفة لكل منهما، مثل دودة من الفولاذ المقوى تُدير عجلة من البرونز. كما تتوفر عجلات دودة بلاستيكية.

تروس دودة أحادية وثنائية الغلاف

يشير مصطلح "التغليف" إلى طريقة التفاف أسنان عجلة الدودة جزئيًا حول الدودة، أو التفاف أسنان الدودة جزئيًا حول العجلة. يوفر هذا مساحة تلامس أكبر. يستخدم ترس الدودة ذو التغليف الأحادي دودة أسطوانية لتعشيقها مع أسنان العجلة ذات الفتحات.
لزيادة مساحة تلامس الأسنان، يُصمم الدود أحيانًا بشكل مخروطي - يشبه الساعة الرملية - ليُطابق انحناء عجلة الدود. يتطلب هذا التصميم تحديدًا دقيقًا للوضع المحوري للدود. تُعد تروس الدود ذات الغلاف المزدوج معقدة التصنيع، وتُستخدم تطبيقاتها بشكل أقل من تروس الدود ذات الغلاف الواحد. وقد ساهمت التطورات في مجال التصنيع في جعل تصميمات الغلاف المزدوج أكثر عملية من ذي قبل.
تُعرف التروس الحلزونية ذات المحاور المتقاطعة أحيانًا باسم التروس الدودية غير المغلفة. ومن المرجح أن يكون مشبك الطائرة من هذا النوع.

التطبيقات

تُستخدم مخفضات السرعة الدودية بشكل شائع في محركات السيور الناقلة، حيث يتحرك السير ببطء نسبيًا مقارنةً بالمحرك، مما يُبرر استخدام نسبة تخفيض عالية. ويمكن الاستفادة من مقاومة الدوران العكسي عبر عجلة الدودة لمنع انعكاس السير عند توقف الناقل. ومن التطبيقات الشائعة الأخرى مشغلات الصمامات، والرافعات، والمناشير الدائرية. كما تُستخدم أحيانًا في الفهرسة أو كمحركات دقيقة للتلسكوبات وغيرها من الأجهزة.
تُعدّ الحرارة مصدر قلق في التروس الدودية، إذ تعتمد حركتها بشكل أساسي على الانزلاق، تمامًا كحركة الصامولة على البرغي. في مشغلات الصمامات، غالبًا ما يكون التشغيل متقطعًا، ومن المرجح أن تتبدد الحرارة بسهولة بين فترات التشغيل المتباعدة. أما في محركات السيور الناقلة، التي قد تعمل بشكل مستمر، فتلعب الحرارة دورًا كبيرًا في حسابات التصميم. كما يُوصى باستخدام مواد تشحيم خاصة للتروس الدودية نظرًا للضغوط العالية بين الأسنان، فضلًا عن احتمالية حدوث احتكاك بين مواد التروس الدودية والعجلة المختلفة. غالبًا ما تُزود أغلفة التروس الدودية بزعانف تبريد لتبديد حرارة الزيت. يمكن تحقيق أي مستوى من التبريد تقريبًا، لذا تُعتبر العوامل الحرارية للتروس الدودية عاملًا مهمًا، ولكنها ليست عائقًا. يُوصى عمومًا بأن تبقى درجة حرارة الزيوت أقل من 200 درجة فهرنهايت لضمان التشغيل الفعال لأي محرك دودي.
قد يحدث الدوران العكسي أو لا يحدث، إذ يعتمد ذلك ليس فقط على زوايا الحلزون، بل أيضاً على عوامل أخرى يصعب قياسها كمياً، مثل الاحتكاك والاهتزاز. ولضمان حدوثه أو عدم حدوثه مطلقاً، يجب على مصمم محرك الدودة اختيار زوايا حلزون حادة أو ضحلة بما يكفي للتغلب على هذه المتغيرات الأخرى. وغالباً ما يُنصح في التصميم الحكيم بتضمين مكابح احتياطية مع محركات ذاتية القفل عندما تكون السلامة على المحك.
تتوفر التروس الدودية كوحدات مستقلة وكمجموعات تروس. ويمكن الحصول على بعض الوحدات مزودة بمحركات مؤازرة مدمجة أو بتصميمات متعددة السرعات.
تتوفر تروس دقيقة خاصة وإصدارات خالية من الارتداد للتطبيقات التي تتطلب تخفيضات عالية الدقة. كما تتوفر إصدارات عالية السرعة من بعض الشركات المصنعة.