Los engranajes de gusano son componentes de transmisión de potencia utilizados principalmente como reducciones de alta relación para cambiar la dirección de la rotación del eje y para disminuir la velocidad y aumentar el torque entre los ejes rotativos no paralelos. Se usan en ejes con ejes perpendiculares que no intervienen. Debido a que los dientes de los engranajes de malla se deslizan entre sí, los engranajes de gusanos son ineficientes en comparación con otras unidades de engranajes, pero pueden producir reducciones masivas en la velocidad en espacios muy compactos y, por lo tanto, tienen muchas aplicaciones industriales. Esencialmente, los engranajes de gusanos pueden clasificarse como envolvente simple y doble, lo que describe la geometría de los dientes malhumiados. Los engranajes de gusanos se describen aquí junto con una discusión sobre su operación y aplicaciones comunes.

Engranajes de gusanos cilíndricos

La forma básica para el gusano es el estante involte por el cual se generan los engranajes espolones. Los dientes del estante tienen paredes rectas, pero cuando se usan para generar dientes en los espacios en blanco, producen la forma familiar de dientes curvos del engranaje espolón involutivo. Esta forma de diente de la rejilla esencialmente enrolla alrededor del cuerpo del gusano. El apareamiento rueda de gusano está compuesto deequipo helicoidalLos dientes cortan en un ángulo que coincide con el ángulo del diente del gusano. La verdadera forma de espolón solo ocurre en la sección central de la rueda, a medida que los dientes se curvan para envolver el gusano. La acción de malla es similar a la de un bastidor que conduce un piñón, excepto que el movimiento de traslación del estante se reemplaza por el movimiento giratorio del gusano. La curvatura de los dientes de la rueda a veces se describe como "tortugado".

Los gusanos tendrán al menos uno y hasta cuatro (o más) hilos o arrancos. Cada hilo involucra un diente en la rueda del gusano, que tiene muchos más dientes y un diámetro mucho mayor que el gusano. Los gusanos pueden girar en cualquier dirección. Las ruedas de gusano generalmente tienen al menos 24 dientes y la suma de las roscas de gusanos y los dientes de la rueda normalmente deben ser mayores de 40. Los gusanos se pueden hacer directamente en el eje o por separado y deslizarse sobre un eje más tarde.
Muchos reductores de engranajes de gusanos son teóricamente autogollados, es decir, incapaces de ser impulsados ​​por la rueda de gusanos, una ventaja en muchos casos, como la elevación. Donde el conductor posterior es una característica deseada, la geometría del gusano y la rueda se puede adaptar para permitirla (a menudo requiere múltiples comienzos).
La relación de velocidad del gusano y la rueda se determina por la relación de la cantidad de dientes de la rueda a los roscas de gusanos (no sus diámetros).
Debido a que el gusano ve comparativamente más desgaste que la rueda, a menudo se usan materiales diferentes para cada uno, como un gusano de acero endurecido que conduce una rueda de bronce. Las ruedas de plástico también están disponibles.

Engranajes de gusano de envoltura de un solo y doble

La envoltura se refiere a la forma en que los dientes de la rueda del gusano se envuelven parcialmente alrededor del gusano o los dientes del gusano envuelven parcialmente alrededor de la rueda. Esto proporciona un área de contacto más grande. Un engranaje de gusano de envoltura única utiliza un gusano cilíndrico para combinar con los dientes estrictos de la rueda.
Para dar una superficie de contacto de dientes aún mayor, a veces el gusano en sí está atento, en forma de reloj de arena, para que coincida con la curvatura de la rueda del gusano. Esta configuración requiere una cuidadosa posicionamiento axial del gusano. Los engranajes de gusano de doble envoltura son complejos para la máquina y ver menos aplicaciones que los engranajes de gusano de un solo envoltorio. Los avances en el mecanizado han hecho que los diseños de doble envoltura sean más prácticos que en el pasado.
Los engranajes helicoidales de eje cruzado a veces se denominan engranajes de gusano no envueltos. Es probable que una abrazadera de aviones sea un diseño no envuelto.

Aplicaciones

Una aplicación común para los reductores de tormentas de gusano son las unidades de contador de correa a medida que la correa se mueve relativamente lentamente con respecto al motor, lo que presenta una reducción de alta relación. La resistencia al conductor posterior a través de la rueda del gusano se puede usar para evitar la inversión de la correa cuando el transportador se detiene. Otras aplicaciones comunes están en actuadores de válvulas, gatos y sierras circulares. A veces se usan para indexación o como unidades de precisión para telescopios y otros instrumentos.
El calor es una preocupación con los engranajes de gusanos, ya que el movimiento es esencialmente deslizándose muy parecido a una tuerca en un tornillo. Para un actuador de válvula, es probable que el ciclo de trabajo sea intermitente y el calor probablemente se disipe fácilmente entre operaciones poco frecuentes. Para una unidad transportadora, con una operación posiblemente continua, el calor juega un papel importante en los cálculos de diseño. Además, se recomiendan lubricantes especiales para unidades de gusanos debido a las altas presiones entre los dientes, así como la posibilidad de irritarse entre el gusano diferente y los materiales de la rueda. Las carcasas para unidades de gusanos a menudo están equipadas con aletas de enfriamiento para disipar el calor del aceite. Se puede lograr casi cualquier cantidad de enfriamiento para que los factores térmicos para los engranajes de gusanos sean una consideración pero no una limitación. Generalmente se recomienda que los aceites permanezcan por debajo de los 200 ° F para que haya una operación efectiva de cualquier unidad de gusano.
La conducción posterior puede o no ocurrir, ya que depende no solo de los ángulos de la hélice sino también de otros factores menos cuantificables, como la fricción y la vibración. Para asegurar que siempre ocurrirá o nunca ocurrirá, el diseñador de accionamiento de gusanos debe seleccionar ángulos de hélice que sean lo suficientemente empinados o poco profundos como para anular estas otras variables. El diseño prudente a menudo sugiere incorporar el frenado redundante con unidades de auto-bloqueo donde la seguridad está en juego.
Los engranajes de gusanos están disponibles tanto como unidades alojadas como como engranajes. Algunas unidades se pueden adquirir con servomotores integrales o como diseños de múltiples velocidades.
Los gusanos de precisión especiales y las versiones cero-backlash están disponibles para aplicaciones que involucran reducciones de alta precisión. Las versiones de alta velocidad están disponibles en algunos fabricantes.