Vite senza fine: cos'è, componenti, caratteristiche, funzionamento...

In questo articolo viene spiegato cosa sono gli ingranaggi a vite senza fine (o coclee) e a cosa servono. Scoprirai quindi le parti di un verme, le caratteristiche di un verme e come funziona questo tipo di meccanismo.

Cos’è l’ingranaggio a vite senza fine?

La vite senza fine , o vite senza fine , è un meccanismo che trasmette un movimento rotatorio tra due parti i cui assi sono perpendicolari. La vite senza fine è cioè un tipo di vite che serve a trasmettere il suo movimento rotatorio ad una ruota il cui asse è perpendicolare alla vite.

In un ingranaggio a vite senza fine, la vite ha denti elicoidali e ingrana con un ingranaggio dritto o elicoidale, quindi è un ingranaggio a vite senza fine. Inoltre, generalmente l’elemento motore della trasmissione è la vite, quindi la ruota viene azionata dalla vite.

Nel meccanismo a vite senza fine, ogni volta che la vite senza fine compie un giro completo, l’ingranaggio avanza di una certa lunghezza. In questo modo è possibile far ruotare una ruota dentata il cui asse di rotazione è perpendicolare all’asse di rotazione della vite, quindi con questo meccanismo è possibile cambiare l’asse di rotazione del movimento rotatorio.

Inoltre, il verme è chiamato verme perché la trasmissione è infinita, cioè in teoria il meccanismo del verme può funzionare continuamente senza fermarsi. Tuttavia nella pratica questo tipo di meccanismo presenta un limite dovuto all’usura.

Parti di un ingranaggio a vite senza fine

Il sistema a vite senza fine è composto da due parti:

Vite : questa è la parte motrice del meccanismo a vite senza fine. In altre parole, il movimento della vite provoca il movimento della ruota. Normalmente un motore accoppiato all’asse di rotazione della vite rivoluziona questa parte. I denti della vite sono elicoidali.
Ruota (corona) : è la parte condotta del meccanismo a vite senza fine. I denti della ruota si incastrano con i denti della vite e quindi, quando la vite gira, il moto rotatorio viene trasmesso alla ruota.

parti di un ingranaggio a vite senza fine

Caratteristiche degli ingranaggi a vite senza fine

Le caratteristiche della vite senza fine sono le seguenti:

Rapporto di trasmissione basso : il meccanismo a vite senza fine funge da riduttore di velocità poiché la velocità angolare della ruota è inferiore alla velocità angolare della vite. Il rapporto di trasmissione del meccanismo dipende dal numero di ingressi della vite e dal numero di denti della ruota.
Meccanismo irreversibile : generalmente il meccanismo a vite senza fine è irreversibile, sebbene dipenda dall’angolo dell’elica e da altri fattori. Ecco perché l’elemento motore è sempre la vite, mentre l’elemento condotto è la ruota.
Usura dovuta all’elevato attrito : L’usura del meccanismo a vite senza fine è elevata a causa dell’attrito tra la vite e la ruota. Questa caratteristica della vite senza fine provoca una grande perdita di energia, il che significa che le prestazioni del meccanismo sono basse.
Costo elevato : il costo della vite senza fine è superiore a quello di altri tipi di meccanismi, sia per l’acquisto della vite senza fine che per la sua manutenzione.

Come funziona un ingranaggio a vite senza fine

Il funzionamento della vite senza fine è semplice: per ogni giro compiuto dalla vite, la ruota avanza di un numero di denti pari al numero di ingressi della vite. La velocità di rotazione della ruota dipende quindi dal numero di denti della ruota e dal numero di ingressi delle viti.

Inoltre, il meccanismo a vite senza fine funziona in modo irreversibile. Vale a dire che normalmente il senso di trasmissione del movimento non è reversibile, la vite è quindi l’elemento motore che provoca il movimento della ruota, che è l’elemento condotto dell’ingranaggio. Ciò è dovuto all’elevato attrito tra la vite e la ruota. Questi tipi di vermi sono chiamati vermi autobloccanti , perché impediscono il movimento dalla ruota alla vite senza fine.

Le viti senza fine hanno un altro vantaggio: permettono di ottenere una riduzione della velocità di rotazione con pochissimo spazio. Per ottenere un rapporto di trasmissione simile a quello di un ingranaggio a vite senza fine con un ingranaggio a due pignoni, sarebbe necessaria una ruota molto più grande e occuperebbe quindi molto più spazio.

Nel video seguente potete vedere come avviene la trasmissione del movimento tra i componenti di un verme.

Formula del verme

Il numero di giri della vite senza fine moltiplicato per il numero di ingressi è uguale al numero di giri della ruota moltiplicato per il numero di denti. Pertanto la formula del verme è:

$n_1\cdot e_1=n_2 \cdot Z_2$

Oro:

$n_1$

è il numero di giri della vite.
$e_1$

è il numero di voci dei bulloni.
$n_2$

è il numero di giri della ruota.
$Z_2$

è il numero di denti della ruota.

Questa espressione permette di collegare matematicamente il numero di giri della vite con il numero di giri della ruota.

Esempi di applicazioni worm

Infine vedremo a cosa serve la vite senza fine con alcune applicazioni nella vita quotidiana di questo meccanismo.

Gli ingranaggi a vite senza fine vengono utilizzati nei piccoli motori elettrici perché consentono loro di passare da alta velocità e bassa coppia a bassa velocità e coppia elevata.
Un altro utilizzo del sistema a vite senza fine riguarda le porte automatiche, che generalmente incorporano questo meccanismo per il loro corretto funzionamento.
Alcuni strumenti musicali utilizzano anche il meccanismo a vite senza fine per regolare la tensione delle corde, come la chitarra.
Le auto sono solitamente dotate anche di una ruota a vite senza fine, soprattutto nella scatola dello sterzo dell’auto.
Anche gli ascensori o i trasportatori utilizzano il meccanismo infinito. Queste macchine sono utilizzate in molti campi dell’ingegneria.