الخصائص الفيزيائية المختلفة لملامح أسنان حزام التوقيت

الأسنان شبه المنحرفة:

تأثير تركيز الإجهاد الكبير: يتركز الحمل عند الزوايا الحادة على جانبي جذر السن، مما يشكل مناطق إجهاد عالية موضعية.

نقاط بدء التصدع: تحت الأحمال المتناوبة، تتشكل شقوق الإجهاد بسهولة عند هذه الزوايا وتنتشر بسرعة، مما يؤدي إلى فشل السن.

انخفاض استخدام المواد: لا تشارك كمية كبيرة من مادة السن في تحمل الأحمال بشكل فعال، مما يشكل "وزنًا ميتًا".

أسنان مقوسة/أسنان مكافئة (HTD، GT):

توزيع سلس للإجهاد: يسمح المظهر الجانبي السلس والمستمر بتوزيع الحمل "المبسط" على طول محيط السن دون تغييرات مفاجئة.

قوة جذر عالية بشكل استثنائي: يعمل الجذر المقوس كجسر قوسي، حيث يحول القوى الشعاعية إلى إجهادات ضغط داخل جسم السن، مما يعزز بشكل كبير حد إجهاد الانحناء.

الاستخدام الأمثل للمواد: يتوافق شكل السن بشكل أوثق مع مسار الإجهاد الرئيسي، مما يتيح تحميلًا أكثر كفاءة للمواد. الجوهر الفيزيائي: الانتقال من حالات تفرد الإجهاد الناتجة عن عدم الاستمرارية الهندسية إلى حالة توزيع الإجهاد المنتظم من خلال الاستمرارية الهندسية.
2. ديناميكيات التعشيق واهتزازات الصدم

الأسنان شبه المنحرفة:

"التعشيق بالانحشار/الضغط للخارج": يحدث التصادم في لحظة تلامس السن مع الأخدود، ويتضمن تغييرات مفاجئة في السرعة.

تداخل الأسنان المتعددة: نظريًا، يكون هناك تداخل متعدد للأسنان، ولكن بسبب أخطاء شكل الأسنان والتشوه المرن، يكون العدد الفعلي الفعال للأسنان المتداخلة منخفضًا، مما يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ للحمل.

مصادر إثارة وفيرة: كل دخول وخروج يشكل تأثيرًا، ويعمل كمصدر لإثارة الاهتزاز واسع النطاق.

أسنان مقوسة/قطع مكافئ:

"التعشيق والانفصال السلس": تتحرك نقاط التلامس بسلاسة على طول شكل السن مع تغييرات مستمرة في السرعة، مما يقلل بشكل كبير من تسارع الصدمة.

تحسين الشبكة المترافقة: أمثلة مثل ملامح أسنان GT تحقق مسارات الشبكة أقرب إلى المنحنيات المترافقة النظرية، مما يتيح نقل الطاقة بسلاسة.

طيف اهتزاز أنظف: تتركز طاقة الاهتزاز الأساسية على تردد التعشيق الأساسي، مما يسهل تجنب الرنين من خلال التصميم.

الجوهر المادي: إن الانتقال من ديناميكيات التلامس غير المتصلة إلى التلامس المتدحرج المستمر شبه المترافق يقلل من الإثارة التوافقية عالية الرتبة.

3. آليات التلامس وآليات التآكل

الأسنان شبه المنحرفة:

التآكل الناتج عن الضغط النوعي العالي: تؤدي مساحة التلامس الصغيرة وإجهاد التلامس الموضعي العالي إلى تآكل لاصق شديد وتآكل كاشط.

أنماط التآكل: غالباً ما تتشكل أخاديد في منتصف سطح السن، مع ظهور تشققات عند زوايا الجذر.

تدهور الخلوص: يزداد خلوص جانب السن بسرعة بعد التآكل، مما يتسبب في انخفاض حاد في دقة النقل.

أسنان مقوسة:

ضغط نوعي منخفض، مساحة تلامس كبيرة: تعمل أسطح التلامس المنحنية على زيادة مساحة التلامس الفعالة وتقليل إجهاد التلامس السطحي.

توزيع التآكل المتجانس: ينتشر التآكل بشكل أكثر تساوياً عبر سطح السن بأكمله، مما يحافظ على دقة نقل أفضل طوال فترة الخدمة.

خصائص التنظيف الذاتي: تقاوم الأسطح الملساء للأسنان انحشار الأجسام الغريبة.

الجوهر المادي: من خلال تحسين توزيع إجهاد التلامس الهيرتزي، يتحول التآكل من تآكل موضعي إلى تآكل منتظم.
4. الأداء الصوتي للأحزمة المتزامنة (آليات توليد الضوضاء)

الأسنان شبه المنحرفة:

تأثير ضخ الهواء: يؤدي الإغلاق السريع لتجاويف الأسنان أثناء التعشيق إلى ضغط الهواء، مما يولد ضوضاء نفاثة.

الضوضاء الإشعاعية الهيكلية: تؤدي تأثيرات التعشيق إلى إثارة اهتزازات الانحناء في الحزام والبكرات، مما يؤدي إلى إشعاع ضوضاء متوسطة إلى منخفضة التردد.

مستوى ضغط الصوت النموذجي: أعلى بشكل عام بمقدار 3-8 ديسيبل (A) من أسنان القوس في ظل ظروف التشغيل المتطابقة.

أسنان مقوسة/قطع مكافئ:

تصميم توجيه تدفق الهواء: شكل أخدود الأسنان يسهل تدفق الهواء بسلاسة، مما يقلل من الاضطراب وتأثيرات الضخ.

مصادر ضوضاء التأثير المخفّضة: تعمل الشبكة السلسة على تقليل الطاقة بشكل كبير من مصادر الإثارة الأساسية.

انخفاض المكونات عالية التردد: يقلل التلامس الأكثر سلاسة بشكل ملحوظ من أصوات "الصفير" عالية التردد الناتجة عن الصدمات المجهرية.

الجوهر المادي: يقمع الضوضاء من مصدرها عن طريق تقليل طاقة تأثير التشابك وتحسين الخصائص الديناميكية الهوائية.

5. دقة النقل وخصائص الصلابة

الأسنان شبه المنحرفة:

رد فعل كبير: يعد خلوص الجوانب أمرًا ضروريًا ويزداد بسرعة مع التآكل، مما يؤدي إلى ضعف دقة تحديد المواقع.

الصلابة الالتوائية غير الخطية: يوجد نطاق مرن "حر" ملحوظ تحت الأحمال الخفيفة.

الحساسية الحرارية: تؤثر تغيرات درجة الصوت الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة بشكل كبير على دقة الإرسال.

أسنان قوسية دقيقة (AT، GT):

حساسية التحميل المسبق المنخفضة: الحد الأدنى من تباين رد الفعل العكسي ضمن نطاقات التحميل المسبق المعقولة يُمكّن من نقل الصوت بردود فعل عكسية شبه معدومة.

صلابة التوائية عالية: تضمن ملامح الأسنان المحسّنة تعشيقًا أكثر إحكامًا داخل أخدود العجلة، مما يعزز مقاومة التشوه المرن.

خطأ التزامن الأدنى: يقلل توزيع الحمل الموحد عبر منطقة تعشيق الأسنان المتعددة من تأثير أخطاء الخطوة التراكمية في الحزام.

المبدأ الفيزيائي: يعزز الصلابة الديناميكية لنظام النقل من خلال تصميم التداخل المتطابق ومطابقة الصلابة.
ثانيًا: مقارنة كمية لمعايير الأداء الرئيسية لأحزمة التوقيت