Roda gigi cacing adalah komponen transmisi daya yang terutama digunakan sebagai reduksi rasio tinggi untuk mengubah arah putaran poros dan untuk mengurangi kecepatan serta meningkatkan torsi antara poros berputar yang tidak sejajar. Roda gigi ini digunakan pada poros dengan sumbu yang tidak saling berpotongan dan tegak lurus. Karena gigi-gigi roda gigi yang saling berpasangan bergeser satu sama lain, roda gigi cacing tidak efisien dibandingkan dengan penggerak roda gigi lainnya, tetapi dapat menghasilkan pengurangan kecepatan yang besar dalam ruang yang sangat kompak dan oleh karena itu memiliki banyak aplikasi industri. Pada dasarnya, roda gigi cacing dapat diklasifikasikan sebagai roda gigi tunggal dan ganda, yang menggambarkan geometri gigi yang berpasangan. Roda gigi cacing dijelaskan di sini beserta pembahasan tentang cara kerjanya dan aplikasi umumnya.

Roda gigi cacing silindris

Bentuk dasar untuk ulir cacing adalah rak involut yang digunakan untuk menghasilkan roda gigi lurus. Gigi rak memiliki dinding lurus, tetapi ketika digunakan untuk menghasilkan gigi pada blanko roda gigi, gigi tersebut menghasilkan bentuk gigi melengkung yang familiar dari roda gigi lurus involut. Bentuk gigi rak ini pada dasarnya melilit di sekitar badan ulir cacing. Pasangannya roda gigi cacing terdiri dariroda gigi heliksGigi-gigi dipotong pada sudut yang sesuai dengan sudut gigi cacing. Bentuk taji yang sebenarnya hanya terjadi di bagian tengah roda, karena gigi-gigi melengkung untuk membungkus cacing. Aksi pengaitannya mirip dengan rak yang menggerakkan pinion, kecuali gerakan translasi rak digantikan oleh gerakan rotasi cacing. Kelengkungan gigi roda terkadang digambarkan sebagai "berlekuk".

Ulir cacing akan memiliki setidaknya satu dan hingga empat (atau lebih) ulir, atau awalan. Setiap ulir terhubung dengan gigi pada roda cacing, yang memiliki lebih banyak gigi dan diameter yang jauh lebih besar daripada cacing. Ulir cacing dapat berputar ke kedua arah. Roda cacing biasanya memiliki setidaknya 24 gigi dan jumlah ulir cacing dan gigi roda biasanya harus lebih dari 40. Ulir cacing dapat dibuat langsung pada poros atau secara terpisah dan kemudian dipasang pada poros.
Secara teori, banyak reduktor roda gigi cacing bersifat mengunci sendiri, artinya tidak dapat diputar balik oleh roda gigi cacing, yang merupakan keuntungan dalam banyak kasus seperti pengangkatan. Jika pemutaran balik merupakan karakteristik yang diinginkan, geometri cacing dan roda gigi dapat diadaptasi untuk memungkinkannya (seringkali membutuhkan beberapa kali percobaan).
Rasio kecepatan cacing dan roda ditentukan oleh rasio jumlah gigi roda terhadap ulir cacing (bukan diameternya).
Karena ulir mengalami keausan yang relatif lebih besar daripada roda, seringkali digunakan material yang berbeda untuk masing-masing komponen, seperti ulir baja yang dikeraskan untuk menggerakkan roda perunggu. Roda gigi ulir plastik juga tersedia.

Roda gigi cacing pembungkus tunggal dan ganda

Istilah "menyelubungi" merujuk pada cara gigi roda gigi cacing melilit sebagian di sekitar cacing atau gigi cacing melilit sebagian di sekitar roda gigi. Hal ini memberikan area kontak yang lebih besar. Roda gigi cacing penyelubungi tunggal menggunakan cacing silindris untuk berpasangan dengan gigi berlekuk pada roda gigi.
Untuk memberikan permukaan kontak gigi yang lebih besar, terkadang ulir cacing itu sendiri dibuat berlekuk—berbentuk seperti jam pasir—agar sesuai dengan kelengkungan roda gigi cacing. Pengaturan ini membutuhkan penempatan aksial ulir cacing yang cermat. Roda gigi cacing dengan selubung ganda rumit untuk dikerjakan dan lebih sedikit digunakan daripada roda gigi cacing dengan selubung tunggal. Kemajuan dalam pengerjaan mesin telah membuat desain selubung ganda lebih praktis daripada sebelumnya.
Roda gigi heliks sumbu silang terkadang disebut sebagai roda gigi cacing non-enveloping. Penjepit pesawat terbang kemungkinan besar menggunakan desain non-enveloping.

Aplikasi

Aplikasi umum untuk reduktor roda gigi cacing adalah penggerak konveyor sabuk karena sabuk bergerak relatif lambat dibandingkan dengan motor, sehingga membutuhkan reduksi rasio tinggi. Hambatan terhadap putaran balik melalui roda gigi cacing dapat digunakan untuk mencegah pembalikan sabuk saat konveyor berhenti. Aplikasi umum lainnya adalah pada aktuator katup, dongkrak, dan gergaji bundar. Reduktor ini terkadang digunakan untuk pengindeksan atau sebagai penggerak presisi untuk teleskop dan instrumen lainnya.
Panas merupakan masalah pada roda gigi cacing karena gerakannya pada dasarnya adalah gesekan, mirip dengan mur pada sekrup. Untuk aktuator katup, siklus kerjanya cenderung terputus-putus dan panas mungkin mudah hilang di antara operasi yang jarang. Untuk penggerak konveyor, dengan kemungkinan operasi terus menerus, panas memainkan peran besar dalam perhitungan desain. Selain itu, pelumas khusus direkomendasikan untuk penggerak cacing karena tekanan tinggi di antara gigi serta kemungkinan terjadinya gesekan antara material cacing dan roda yang berbeda. Rumah untuk penggerak cacing sering dilengkapi dengan sirip pendingin untuk menghilangkan panas dari oli. Hampir semua jumlah pendinginan dapat dicapai sehingga faktor termal untuk roda gigi cacing merupakan pertimbangan tetapi bukan batasan. Oli umumnya direkomendasikan untuk tetap di bawah 200°F agar penggerak cacing dapat beroperasi secara efektif.
Putaran balik mungkin terjadi atau mungkin tidak terjadi karena hal itu bergantung tidak hanya pada sudut heliks tetapi juga pada faktor-faktor lain yang kurang terukur seperti gesekan dan getaran. Untuk memastikan bahwa hal itu akan selalu terjadi atau tidak pernah terjadi, perancang penggerak cacing harus memilih sudut heliks yang cukup curam atau cukup dangkal untuk mengesampingkan variabel-variabel lain ini. Desain yang bijaksana sering menyarankan untuk menggabungkan pengereman redundan dengan penggerak pengunci otomatis di mana keselamatan menjadi taruhan.
Roda gigi cacing tersedia baik sebagai unit tertutup maupun sebagai rangkaian roda gigi. Beberapa unit dapat diperoleh dengan servomotor terintegrasi atau sebagai desain multi-kecepatan.
Cacing presisi khusus dan versi tanpa celah tersedia untuk aplikasi yang melibatkan reduksi dengan akurasi tinggi. Versi kecepatan tinggi tersedia dari beberapa produsen.