Els engranatges de cucs són components de transmissió de potència que s’utilitzen principalment com a reduccions d’alta relació per canviar la direcció de la rotació de l’eix i per disminuir la velocitat i augmentar el parell entre eixos giratoris no paral·lels. S'utilitzen en eixos amb eixos perpendiculars que no intervenen. Com que les dents dels engranatges de malla es llisquen els uns als altres, els engranatges de cucs són ineficients en comparació amb altres unitats d’engranatges, però poden produir reduccions massives de velocitat en espais molt compactes i, per tant, tenen moltes aplicacions industrials. Essencialment, els engranatges de cuc es poden classificar com a envasant individual i doble, cosa que descriu la geometria de les dents de malla. Els engranatges de cuc es descriuen aquí juntament amb una discussió sobre el seu funcionament i les aplicacions comunes.

Engranatges de cuc cilíndric

La forma bàsica per al cuc és la rack involutiva mitjançant la qual es generen els engranatges d’esperó. Les dents de cremallera tenen parets rectes, però quan s’utilitzen per generar dents en els espais en blanc de l’engranatge produeixen la forma de les dents corbes familiars de l’engranatge d’esperó involutiu. Aquesta dent de cremallera forma essencialment venta al voltant del cos del cuc. L’aparellament roda de cuc està compost deengranatge helicoïdalLes dents es tallen en un angle que coincideix amb l’angle de la dent de cuc. La forma d’esperó real només es produeix a la secció central de la roda, ja que les dents es corba per envoltar el cuc. L’acció de malla és similar a la d’un bastidor que condueix un pinyó, tret que el moviment de translació del bastidor sigui substituït pel moviment rotatiu del cuc. La curvatura de les dents de la roda de vegades es descriu com a "gola".

Els cucs tindran almenys un i fins a quatre (o més) fils o s’inicia. Cada fil enganxa una dent a la roda de cuc, que té moltes més dents i un diàmetre molt més gran que el cuc. Els cucs poden girar en qualsevol direcció. Les rodes de cuc solen tenir almenys 24 dents i la suma dels fils de cuc i les dents de la roda haurien de ser normalment superiors a 40. Els cucs es poden fer directament a l’eix o per separat i relliscar sobre un eix més tard.
Molts reductors d'engranatge de cucs són teòricament bloquejadors, és a dir, incapaços de ser impulsats per la roda de cuc, un avantatge en molts casos com el hissing. Quan la conducció posterior és una característica desitjada, es pot adaptar la geometria del cuc i la roda per permetre-la (sovint requereix múltiples inicis).
La proporció de velocitat del cuc i la roda es determina per la relació del nombre de dents de les rodes amb fils de cuc (no els seus diàmetres).
Com que el cuc veu comparativament més desgast que la roda, sovint s’utilitzen materials diferents per a cadascun, com ara un cuc d’acer endurit que condueix una roda de bronze. També hi ha rodes de cuc de plàstic.

Engranatges de cuc que envolten un sol i doble

L’embolcall es refereix a la manera en què les dents de la roda de cuc s’emboliquen parcialment al voltant del cuc o les dents de cuc s’emboliquen parcialment al voltant de la roda. Això proporciona una àrea de contacte més gran. Un engranatge de cuc que envolta un únic utilitza un cuc cilíndric per malla amb les dents golades de la roda.
Per donar una superfície de contacte dental encara més gran, de vegades el cuc en si es gira, en forma de rellotge com una rellotgeria, per combinar la curvatura de la roda de cuc. Aquesta configuració requereix un posicionament axial acurat del cuc. Els engranatges de cuc que envolten dobles són complexos per a la màquina i veuen menys aplicacions que els engranatges de cuc que envolten. Els avenços en el mecanitzat han fet que els dissenys de doble envisió siguin més pràctics del que eren en el passat.
De vegades, els engranatges helicoïdals de l'eix creuat es coneixen com a engranatges de cuc que no envolten. És probable que una pinça d’avions sigui un disseny no envís.

Aplicacions

Una aplicació comuna per a reductors de cuc-engranatge són les unitats de porta-cinturó a mesura que el cinturó es mou comparativament lentament pel que fa al motor, cosa que fa que es redueixi una reducció de la proporció elevada. La resistència a la conducció posterior a través de la roda de cuc es pot utilitzar per evitar la reversió del cinturó quan el transportador s’atura. Altres aplicacions comunes es troben en actuadors de vàlvules, preses i serres circulars. De vegades s’utilitzen per indexar o com a unitats de precisió per a telescopis i altres instruments.
La calor és una preocupació pels engranatges de cuc, ja que el moviment és essencialment que es llisca molt com una femella en un cargol. Per a un actuador de vàlvules, és probable que el cicle de treball sigui intermitent i la calor es dissipi fàcilment entre operacions poc freqüents. Per a una unitat transportadora, amb possiblement un funcionament continu, la calor té un paper important en els càlculs de disseny. A més, es recomana lubricants especials per a unitats de cuc a causa de les altes pressions entre les dents i la possibilitat de fer -se entre el cuc dissimilar i els materials de les rodes. Les carcasses per a les unitats de cuc solen estar equipades amb aletes de refrigeració per dissipar la calor de l’oli. Es pot aconseguir gairebé qualsevol quantitat de refrigeració, de manera que els factors tèrmics dels engranatges de cuc són una consideració, però no una limitació. Els olis generalment es recomana quedar per sota dels 200 ° F perquè hi hagi un funcionament efectiu de qualsevol unitat de cuc.
La conducció posterior pot ocórrer o no, ja que depèn no només dels angles de l’hèlix, sinó també d’altres factors menys quantitatius com la fricció i la vibració. Per assegurar-se que sempre es produirà o no es produirà mai, el dissenyador de conducció de cucs ha de seleccionar angles d’hèlix prou forts o poc profunds per substituir aquestes altres variables. El disseny prudent suggereix sovint incorporar una frenada redundant amb unitats autònomes on hi ha la seguretat.
Els engranatges de cuc estan disponibles tant com a unitats allotjades com com a engranatges. Algunes unitats es poden adquirir amb servomotors integrals o com a dissenys de diverses velocitats.
Els cucs especials de precisió i les versions zero-retrocompresents estan disponibles per a aplicacions que impliquen reduccions d’alta precisió. Alguns fabricants estan disponibles en versions d'alta velocitat.