웜기어는 샤프트 회전 방향을 변경하고 속도를 감소시키며 평행하지 않은 회전 샤프트 사이의 토크를 증가시키기 위한 고감속 장치로 주로 사용되는 동력 전달 부품입니다. 교차하지 않는 수직 축이 있는 샤프트에 사용됩니다. 맞물림 기어의 톱니가 서로 미끄러지기 때문에 웜기어는 다른 기어 드라이브에 비해 비효율적이지만 매우 컴팩트한 공간에서 속도를 크게 줄일 수 있으므로 많은 산업 응용 분야에서 사용됩니다. 기본적으로 웜기어는 맞물린 톱니의 형상을 나타내는 단일 및 이중 엔벨로핑으로 분류될 수 있습니다. 여기에서는 웜 기어의 작동 및 일반적인 응용 분야에 대한 설명과 함께 설명합니다.

원통형 웜기어

웜의 기본 형태는 스퍼 기어가 생성되는 인벌류트 랙입니다. 랙 톱니는 직선 벽을 가지고 있지만 기어 블랭크에 톱니를 생성하는 데 사용되면 인벌류트 스퍼 기어의 친숙한 곡선 톱니 형태를 생성합니다. 이 랙 톱니 형태는 본질적으로 웜의 몸체 주위를 감습니다. 짝짓기 웜휠 으로 구성되어 있다헬리컬 기어치아는 벌레 치아의 각도와 일치하는 각도로 절단됩니다. 실제 스퍼 모양은 톱니가 웜을 감싸도록 곡선을 이루기 때문에 휠의 중앙 부분에서만 발생합니다. 맞물림 동작은 랙의 병진 동작이 웜의 회전 동작으로 대체된다는 점을 제외하면 피니언을 구동하는 랙의 동작과 유사합니다. 바퀴 톱니의 곡률은 때때로 "목구멍"으로 설명됩니다.

웜에는 최소 1개에서 최대 4개(또는 그 이상)의 스레드 또는 시작이 있습니다. 각 스레드는 웜 휠의 톱니와 맞물립니다. 이 웜 휠은 웜보다 더 많은 톱니와 훨씬 더 큰 직경을 가지고 있습니다. 벌레는 어느 방향으로든 회전할 수 있습니다. 웜 휠에는 일반적으로 최소 24개의 톱니가 있으며 웜 스레드와 휠 톱니의 합은 일반적으로 40보다 커야 합니다. 웜은 샤프트에 직접 만들거나 별도로 만들어 나중에 샤프트에 밀어 넣을 수 있습니다.
많은 웜 기어 감속기는 이론적으로 자동 잠금 기능을 갖추고 있습니다. 즉, 웜 휠에 의해 역구동이 불가능하므로 호이스팅과 같은 많은 경우에 이점이 있습니다. 백드라이빙이 원하는 특성인 경우 이를 허용하도록 웜과 휠의 형상을 조정할 수 있습니다(종종 여러 번의 시작이 필요함).
웜과 휠의 속도 비율은 휠 톱니 수와 웜 스레드의 비율(직경이 아님)에 의해 결정됩니다.
웜은 휠보다 비교적 더 많이 마모되기 때문에 청동 휠을 구동하는 강화된 강철 웜과 같이 서로 다른 재료가 사용되는 경우가 많습니다. 플라스틱 웜 휠도 사용할 수 있습니다.

단일 및 이중 봉투 웜기어

엔벨로핑은 웜휠 이빨이 웜 주위를 부분적으로 감싸거나 웜 이빨이 휠 주위를 부분적으로 감싸는 방식을 나타냅니다. 이는 더 넓은 접촉 영역을 제공합니다. 단일 봉투 웜 기어는 원통형 웜을 사용하여 휠의 목 톱니와 맞물립니다.
더 넓은 치아 접촉 표면을 제공하기 위해 때로는 웜 자체에 목구멍이 있어 모래시계 모양으로 되어 웜휠의 곡률과 일치하게 됩니다. 이 설정에는 웜의 신중한 축 위치 지정이 필요합니다. 이중 봉투 웜 기어는 가공이 복잡하고 단일 봉투 웜 기어보다 적용 사례가 적습니다. 기계 가공의 발전으로 이중 봉투 디자인이 과거보다 더 실용적이게 되었습니다.
교차축 헬리컬 기어는 비포위 웜 기어라고도 합니다. 항공기 클램프는 둘러싸지 않는 디자인일 가능성이 높습니다.

응용

웜기어 감속기의 일반적인 응용 분야는 벨트 컨베이어 드라이브입니다. 벨트가 모터에 대해 상대적으로 느리게 움직이기 때문에 높은 비율의 감속이 가능합니다. 웜 휠을 통한 역구동에 대한 저항을 사용하여 컨베이어가 정지할 때 벨트가 역전되는 것을 방지할 수 있습니다. 다른 일반적인 응용 분야로는 밸브 액추에이터, 잭 및 원형 톱이 있습니다. 때로는 인덱싱에 사용되거나 망원경 및 기타 기기의 정밀 드라이브로 사용됩니다.
웜기어의 움직임은 기본적으로 나사의 너트처럼 미끄러지기 때문에 열은 문제가 됩니다. 밸브 액츄에이터의 경우 듀티 사이클은 간헐적일 수 있으며 간헐적인 작동 사이에 열이 쉽게 방출될 수 있습니다. 연속 작동이 가능한 컨베이어 드라이브의 경우 열은 설계 계산에서 큰 역할을 합니다. 또한 톱니 사이의 압력이 높고 서로 다른 웜과 휠 재질 사이의 마손 가능성이 있으므로 웜 드라이브에는 특수 윤활제를 사용하는 것이 좋습니다. 웜 드라이브용 하우징에는 오일의 열을 방출하기 위한 냉각 핀이 장착되는 경우가 많습니다. 거의 모든 양의 냉각이 달성될 수 있으므로 웜 기어의 열 요인은 고려 사항이지만 제한 사항은 아닙니다. 웜 드라이브가 효과적으로 작동하려면 일반적으로 오일을 200°F 미만으로 유지하는 것이 좋습니다.
백드라이빙은 나선 각도뿐만 아니라 마찰 및 진동과 같이 정량화하기 어려운 다른 요인에도 영향을 받기 때문에 발생할 수도 있고 발생하지 않을 수도 있습니다. 항상 발생하거나 발생하지 않도록 보장하기 위해 웜 구동 설계자는 이러한 다른 변수를 무시할 수 있을 만큼 충분히 가파르거나 얕은 나선 각도를 선택해야 합니다. 신중한 설계에서는 안전이 위태로운 경우 자동 잠금 드라이브와 중복 제동을 통합하는 것이 좋습니다.
웜 기어는 내장 장치와 기어 세트로 모두 제공됩니다. 일부 장치는 일체형 서보모터 또는 다중 속도 설계로 조달될 수 있습니다.
고정밀 감소와 관련된 응용 분야에는 특수 정밀 웜 및 백래시 제로 버전을 사용할 수 있습니다. 일부 제조업체에서는 고속 버전을 사용할 수 있습니다.