Quali sono le basi del design di ingranaggi a vite senza fine?
Il design dell'ingranaggio a vite senza fine comprende un ingranaggio elicoidale, i cui denti formano segmenti di un'elica e un altro componente che ricorda una vite. Il componente a vite è noto come un verme e i suoi fili in genere formano un'elica completa. Questo worm è in genere utilizzato per guidare l'ingranaggio, che può fornire una grande coppia. Nella maggior parte dei casi, il tentativo di utilizzare l'ingranaggio per ruotare il verme comporterà il bloccaggio dei denti. Entrambe queste basi del design degli ingranaggi a vite senza fine possono essere sfruttate nelle manopole di accordatura degli strumenti a corda, che forniscono la coppia necessaria per tirare le corde insegnate e quindi bloccarle automaticamente per mantenerle in quel modo.
Gli ingranaggi elicoidali assomigliano agli ingranaggi cilindrici, ma hanno denti disposti in diagonale. A causa della natura curva degli ingranaggi, ciò comporta che ogni singolo dente assomigli ad un segmento ritagliato da un'elica. I set di eliche tradizionali utilizzano due marce, sebbene il design a ingranaggi a vite senza fine sia una variante che non lo fa. Invece, usano un ingranaggio elicoidale e un cilindro o un'asta che ha una filettatura simile a una vite. Questo verme può avere un singolo dente che avvolge la circonferenza una sola volta, due denti che si estendono per l'intera lunghezza come una normale vite o qualsiasi altra via di mezzo.
Il vantaggio principale della progettazione di ingranaggi a vite senza fine è che è possibile ottenere una grande coppia rispetto ad altri ingranaggi elicoidali. I rapporti di trasmissione per i set elicoidali sono generalmente limitati a circa 10: 1 e i set di ingranaggi a vite senza fine possono raggiungere un rapporto fino a 500: 1. A causa della natura del design degli ingranaggi a vite senza fine, ogni rotazione completa del worm sposta solo l'ingranaggio in avanti di un dente, quindi la riduzione dell'ingranaggio è tecnicamente limitata solo da quanti denti ha l'ingranaggio condotto. Un ingranaggio condotto con 12 denti comporterebbe un rapporto 12: 1, uno con 120 denti avrebbe un rapporto 120: 1 e così via.
Un altro aspetto fondamentale del design degli ingranaggi a vite senza fine è il modo in cui i set tendono ad autobloccarsi. Molti set di ingranaggi a vite senza fine hanno denti sull'ingranaggio che hanno un angolo di attacco molto piccolo, il che significa che sono vicini ad essere denti paralleli a 90 gradi, come quelli che si trovano su ingranaggi a longarone normali, invece dei denti diagonali fortemente inclinati utilizzati da ingranaggi elicoidali. Se l'ingranaggio ha un piccolo angolo di inclinazione, tenderà a bloccarsi contro i denti del verme invece di ruotarlo. In alcuni casi, questo è un risultato desiderabile che può essere sfruttato a beneficio di un dispositivo. Questa azione di blocco può impedire movimenti indesiderati del sistema dovuti a forze esterne sull'ingranaggio, come una corda tesa o una gravità.