Gli ingranaggi a vite senza fine sono costituiti da una vite senza fine e un ingranaggio (a volte indicato come una ruota elicoidale), con alberi non paralleli e non intersecanti orientati a 90 gradi l’uno rispetto all’altro. La vite senza fine è analoga a una vite con filettatura di tipo V e l’ingranaggio è analogo a un ingranaggio cilindrico. Il verme è tipicamente il componente motore, con il filo del verme che fa avanzare i denti dell’ingranaggio.
Come una vite a ricircolo di sfere , la vite senza fine in un ingranaggio a vite senza fine può avere un unico avvio o più avviamenti, il che significa che ci sono più filettature, o eliche, sulla vite senza fine. Per un verme a inizio singolo, ogni giro completo (360 gradi) del verme fa avanzare l’ingranaggio di un dente. Quindi un ingranaggio con 24 denti fornirà una riduzione dell’ingranaggio di 24: 1. Per una vite senza fine, la riduzione dell’ingranaggio è uguale al numero di denti sull’ingranaggio, diviso per il numero di avviamenti sulla vite senza fine. (Questo è diverso dalla maggior parte degli altri tipi di ingranaggi, in cui la riduzione dell’ingranaggio è una funzione dei diametri dei due componenti.)
La vite senza fine in un gruppo ingranaggio a vite senza fine può avere un inizio (filettatura) o più avviamenti.
L’ingranamento della vite senza fine e dell’ingranaggio è una miscela di azioni di scorrimento e rotolamento, ma il contatto di scorrimento domina ad alti rapporti di riduzione. Questa azione di scorrimento provoca attrito e calore, il che limita l’efficienza degli ingranaggi a vite senza fine dal 30 al 50 percento. Per ridurre al minimo l’attrito (e quindi il calore), la vite senza fine e l’ingranaggio sono fatti di metalli dissimili, ad esempio la vite senza fine può essere in acciaio temprato e l’ingranaggio in bronzo o alluminio.
Sebbene il contatto scorrevole riduca l’efficienza, fornisce un funzionamento molto silenzioso. (L’uso di metalli dissimili per la vite senza fine e gli ingranaggi contribuisce anche al funzionamento silenzioso.) Ciò rende gli ingranaggi a vite senza fine adatti per l’uso dove il rumore dovrebbe essere ridotto al minimo, come negli ascensori. Inoltre, l’uso di un materiale più morbido per l’ingranaggio significa che può assorbire carichi d’urto, come quelli sperimentati in attrezzature pesanti o macchine di frantumazione.
Il vantaggio principale degli ingranaggi a vite senza fine è la loro capacità di fornire rapporti di riduzione elevati e moltiplicazione di coppia corrispondentemente elevata. Possono anche essere utilizzati come riduttori di velocità in applicazioni a bassa e media velocità. Inoltre, poiché il loro rapporto di riduzione si basa solo sul numero di denti dell’ingranaggio, sono più compatti rispetto ad altri tipi di ingranaggi. Come le viti di trasmissione a passo fine, gli ingranaggi a vite senza fine sono generalmente autobloccanti, il che li rende ideali per le applicazioni di sollevamento e sollevamento.