גלגלי שיניים תולעים הם רכיבי העברת כוח המשמשים בעיקר כהפחתות ביחס גבוה כדי לשנות את כיוון סיבוב הציר ולהקטנת מהירות ולהגדיל את המומנט בין פירים מסתובבים שאינם מקבילים. הם משמשים על פירים עם צירים לא מצטלבים, מאונכים. מכיוון שהשיניים של גלגלי השיניים המתערבבים מחליקות זו על פני זה, גלגלי שיניים תולעים אינם יעילים בהשוואה להנעי גלגלי שיניים אחרים, אך הם יכולים לייצר הפחתות מסיביות במהירות בחללים קומפקטיים מאוד ולכן יש להם יישומים תעשייתיים רבים. בעיקרו של דבר, גלגלי שיניים תולעים עשויים להיות מסווגים כמעטפת בודדת וכפולה, המתארת ​​את הגיאומטריה של השיניים המרושתות. גלגלי שיניים תולעים מתוארים כאן יחד עם דיון על פעולתם ויישומים נפוצים.

גלגלי שיניים תולעים גליליים

הצורה הבסיסית של התולעת היא מתלה הפיתול שבאמצעותו נוצרים גלגלי שיניים דורבנים. לשיני מתלה יש דפנות ישרות, אך כאשר הן משמשות ליצירת שיניים על גלגלי שיניים ריקים, הן מייצרות את צורת השן המעוקלת המוכרת של גלגל השיניים הבלתי נדבך. צורת שן מתלה זו מתפתלת למעשה סביב גוף התולעת. ההזדווגות גלגל תולעת מורכב מציוד סלילשיניים חתוכות בזווית התואמת לזווית של שן התולעת. צורת השלוחה האמיתית מתרחשת רק בחלק המרכזי של הגלגל, כאשר השיניים מתעקלות כדי לעטוף את התולעת. פעולת הרשת דומה לזו של מתלה המניע פיניון, אלא שתנועת התרגום של המתלה מוחלפת בתנועה הסיבובית של התולעת. העקמומיות של שיני הגלגל מתוארת לפעמים כ"גרונית".

לתולעים יהיו לפחות אחד ועד ארבעה (או יותר) חוטים, או התחלות. כל חוט משלב שן על גלגל התולעת, שיש לה הרבה יותר שיניים וקוטר הרבה יותר גדול מהתולעת. תולעים יכולות להסתובב לכל כיוון. לגלגלי תולעת יש בדרך כלל לפחות 24 שיניים וסכום חוטי התולעת ושיני הגלגל בדרך כלל צריך להיות גדול מ-40. ניתן לייצר תולעים ישירות על הפיר או בנפרד ולהחליק על פיר מאוחר יותר.
מפחיתי גלגלי תולעת רבים הם תיאורטית נעולים עצמיים, כלומר אינם מסוגלים להיות מונעים לאחור על ידי גלגל התולעת, יתרון במקרים רבים כגון הרמה. כאשר נהיגה לאחור היא מאפיין רצוי, הגיאומטריה של התולעת והגלגל עשויה להיות מותאמת כדי לאפשר זאת (לרוב דורשת התחלות מרובות).
יחס המהירות של התולעת והגלגל נקבע על פי היחס בין מספר שיני הגלגל לחוטי התולעת (לא הקטרים ​​שלהם).
מכיוון שהתולעת רואה יותר שחיקה מהגלגל, לעתים קרובות נעשה שימוש בחומרים שונים עבור כל אחד מהם, כגון תולעת פלדה מוקשה המניעה גלגל ברונזה. גלגלי תולעת פלסטיק זמינים גם כן.

גלגלי שיניים תולעים עם מעטפת יחיד וכפולה

מעטפת מתייחסת לאופן שבו שיני גלגל התולעת עוטפות חלקית את התולעת או שיני התולעת עוטפות חלקית את הגלגל. זה מספק אזור מגע גדול יותר. ציוד תולעת עוטף יחיד משתמש בתולעת גלילית כדי להתחבר לשיני הגרון של הגלגל.
כדי להעניק משטח מגע עם שיניים גדול עוד יותר, לפעמים התולעת עצמה גרונית - בצורת שעון חול - כדי להתאים לעקמומיות של גלגל התולעת. הגדרה זו דורשת מיקום צירי זהיר של התולעת. גלגלי שיניים תולעים בעלי מעטפת כפולה מורכבים לעיבוד ורואים פחות יישומים מאשר גלגלי שיניים עם מעטפת יחידה. ההתקדמות בעיבוד שבבי הפכה את עיצובי המעטפות הכפולות למעשיות יותר ממה שהיו בעבר.
גלגלי שיניים סליליים עם צירים מוצלבים מכונים לפעמים גלגלי שיניים לא עוטפים. מהדק מטוס עשוי להיות עיצוב לא עוטף.

יישומים

יישום נפוץ למפחיתי גלגלי תולעת הוא הנעת רצועות מסוע כאשר הרצועה נעה לאט יחסית למנוע, מה שהופך את המקרה להפחתת יחס גבוה. ניתן להשתמש בהתנגדות לנהיגה לאחור דרך גלגל התולעת כדי למנוע היפוך רצועה כאשר המסוע נעצר. יישומים נפוצים אחרים הם במפעילי שסתומים, שקעים ומסורים עגולים. לפעמים הם משמשים לאינדקס או כהנעי דיוק לטלסקופים ולמכשירים אחרים.
חום הוא עניין של גלגלי שיניים תולעים מכיוון שהתנועה היא בעצם החלקה כמו אום על בורג. עבור מפעיל שסתום, מחזור העבודה עשוי להיות לסירוגין וחום כנראה מתפזר בקלות בין פעולות נדירות. עבור הנעת מסוע, עם פעולה אולי רציפה, החום משחק תפקיד גדול בחישובי התכנון. כמו כן, חומרי סיכה מיוחדים מומלצים להנעי תולעת בגלל הלחצים הגבוהים בין השיניים וכן אפשרות של התנפלות בין חומרי התולעת והגלגל השונים. בתים עבור כונני תולעת מצוידים לעתים קרובות עם סנפירי קירור כדי לפזר חום מהשמן. ניתן להשיג כמעט כל כמות של קירור ולכן הגורמים התרמיים עבור גלגלי שיניים תולעים הם שיקול אך לא מגבלה. בדרך כלל מומלץ לשמנים להישאר מתחת ל-200°F כדי שתהיה פעולה יעילה של כל כונן תולעת.
נהיגה לאחור עשויה להתרחש או לא, מכיוון שהיא תלויה לא רק בזוויות הסליל אלא גם בגורמים אחרים פחות ניתנים לכימות כמו חיכוך ורעידות. כדי להבטיח שזה תמיד יתרחש או לא יתרחש לעולם, על מעצב כונן התולעת לבחור זוויות סליל שהן תלולות מספיק או רדודות מספיק כדי לעקוף את המשתנים האחרים הללו. עיצוב נבון מציע לעתים קרובות לשלב בלימה מיותרת עם כוננים נעילה עצמית כאשר הבטיחות מונחת על כף המאזניים.
גלגלי שיניים תולעים זמינים הן כיחידות ממוקמות והן כמערכות הילוכים. ניתן לרכוש יחידות מסוימות עם מנועי סרוו אינטגרליים או כעיצובים מרובי מהירויות.
תולעים דיוק מיוחדות וגרסאות אפס-גב זמינות עבור יישומים הכוללים הפחתות דיוק גבוהות. גרסאות מהירות זמינות מיצרנים מסוימים.