Cilindrische wormoverbrengingen

Men onderscheidt twee soorten cilindrische wormdrijfwerken:

  • het stel “worm en schroefwiel”
  • het stel “worm en wormwiel”

Het eerste stel is een grensgeval van de “schroefwielen voor gekruiste assen” waarbij het rondsel slechts l, 2, 3 (of een klein aantal) tanden telt en gekenmerkt wordt door een grote schroefhoek van de tand.
De berekening is dezelfde als voor de schroefwielen.
De keus van de modulus moet zich beperken tot de genormaliseerde reeks van normale moduli. Zoals bij schroefwielen voor kruisende assen is er slechts puntaanraking tussen de tandflanken zodat deze soort overbrengingen niet voor hoge belastingen geschikt zijn.
Voor het stel “worm en wormwiel” wordt de vertanding van het wormwiel gefreesd met een wormfrees met dezelfde basiskenmerken als de worm. In dit geval zal het ingrijpen gekenmerkt worden door een lijnaanraking, waardoor hogere tandbelastingen toelaatbaar zijn.

Belangrijke opmerkingen

  • De spoedhoek van de wormvertanding (draad) is de hoek gevormd door de flanklijn die de tandflank op de steekcilinder trekt m.a.w.: een vlak dat loodrecht staat op de as van de worm, terwijl de schroefhoek van de wormwieltanden de hoek is, gevormd door een raaklijn aan de tandflank op de hoogte van de steekcirkel, en een diametraal vlak dat door het midden van dezelfde tandflank gaat. Daaruit volgt dat de hellingshoeken voor worm en wormwiel dezelfde zijn.
  • Doorgaans worden voor de wormwieloverbrengingen de afmetingen berekend op basis van een schijnbare (of omtreks-) moduul. De daarmee overeenstemmende normaal moduul is in dan vaak geen geheel getal.
  • Verder bestaat er ook zoiets als globoïde wormstellen welke een grotere vermogensoverdracht toelaten dan de standaard cilindrische wormstellen. Deze globoïde wormstellen zijn moeilijk te produceren en niet gemakkelijk te monteren. Inwendige wrijvingen oefenen een negatief effect uit op het rendement van deze overbrenging en veroorzaken dikwijls minimale contacten op de uiteinden der wormen.
  • De formules voor standaard wormstellen:
    Axiaal moduul mx = mn/cos(γm) en sin(γm) = mn·z1/dm1
    Axiale steek van de worm px = mn·π/cos(γm)
    Kopcirkel Ø worm da1 = dm1 + 2·mx
    Steekcirkel Ø van het wiel d2 = z2·mn/cos(γm)
    Keelcirkel Ø van het wiel da2 = d2 + 2·mx
    De andere afmetingen worden uit deze elementen afgeleid.

Drukhoek voor worm en wormwielen

Als drukhoek wordt normaal gesproken of 20° gekozen en soms 14°30′, voor zover men niet onder de grensgetallen komt, aangegeven voor de cilindrische tandwielen. Voor tandaantallen kleiner dan 20 zal steeds 20° of meer genomen worden, naargelang de bestaande gereedschappen. Beschikt men slechts over een wormfrees van 14°30′ dan kan men de ondersnijding en haar gevolgen nog vermijden door een aangepaste tandcorrectie. (Zie hoofdstuk Tandcorrectie).
De axiale en radiale componenten van de op de worm werkende kracht zijn echter verschillend voor 14°30′ of 20° drukhoek en kunnen dus de keus van de lagering van de wormas beïnvloeden.

Zin van de schroefhoek

Deze zal gekozen worden in functie van de bestaande gereedschappen. Wanneer de zin door geen enkele noodzaak bepaald wordt, kiest men bij voorkeur “rechts”, omdat de meeste afwikkelfrezen rechtsgangig zijn.

Rendement van een wormoverbrenging

Het rendement van worm en wormwiel overbrengingen is vaak slechter dan deze van overbrengingen met parallelle assen met dezelfde verhouding. Dit is de reden waarom dit type overbrenging dikwijls niet aangenomen wordt, nochtans hebben recente berekeningen en studies het rendement serieus verbeterd. Het rendement hangt af van verschillende factoren, waaronder:

  • de spoedhoek van de worm
  • de wrijvingscoëfficiënt van de gebruikte materialen
  • de gladheid en de hardheid van de tandflanken
  • de tandvorm
  • de kwaliteit van de gebruikte smeermiddelen.
  • De wrijving verandert ook met de omtreksnelheid van de worm. De vereenvoudigde formules voor het berekenen van het rendement zijn:
    waarvan: η = tan(γm)/tan(γm+f)·100%
    η = rendement in %
    γm = spoedhoek van de flanklijn op de steekcilinder
    f = wrijvingshoek

De wrijvingshoek “f” kan veranderen van 1° tot 8°. De in onze gestandaardiseerde wormwielkasten gebruikte wormwiel overbrengingen hebben normaal een wrijvingshoek die tussen 1° en 2° ligt.