Tārpu zobrati ir jaudas pārvades komponenti, ko galvenokārt izmanto kā augstas attiecības reduktorus, lai mainītu vārpstas griešanās virzienu un samazinātu ātrumu un palielinātu griezes momentu starp neparalēlām rotējošām vārpstām. Tos izmanto uz vārpstām ar nekrustojošām, perpendikulārām asīm. Tā kā sazobā esošo zobratu zobi slīd viens otram garām, tārpu zobrati ir neefektīvi salīdzinājumā ar citiem zobratu piedziņām, taču tie var radīt ievērojamu ātruma samazinājumu ļoti kompaktās telpās, un tāpēc tiem ir daudz rūpniecisku pielietojumu. Būtībā tārpu zobratus var klasificēt kā viena un divu apvalku zobratus, kas raksturo sazobā esošo zobu ģeometriju. Šeit ir aprakstīti tārpu zobrati, kā arī apspriesta to darbība un izplatītākie pielietojumi.

Cilindriskie tārpu zobrati

Tārpa pamatforma ir evolventais zobrats, ar kura palīdzību tiek ģenerēti cilindriskie zobrati. Zobrata zobiem ir taisnas sienas, bet, kad tos izmanto zobu ģenerēšanai uz zobratu sagatavēm, tie veido pazīstamo evolventā cilindriskā zobrata izliekto zobu formu. Šī zobrata zobu forma būtībā vijas ap tārpa korpusu. Savienojošais tārpu ritenis sastāv nospirālveida pārnesumsZobi ir nogriezti leņķī, kas atbilst tārpu zoba leņķim. Patiesā pieša forma ir redzama tikai riteņa centrālajā daļā, jo zobi izliecas, aptverot tārpu. Savienošanās darbība ir līdzīga zobrata darbībai, kas darbina zobratu, izņemot to, ka zobrata translācijas kustību aizstāj tārpa rotācijas kustība. Riteņa zobu izliekumu dažreiz raksturo kā "sašaurinātu".

Tārpiem var būt vismaz viena un līdz četrām (vai vairāk) vītnēm jeb aizmetņiem. Katra vītne savienojas ar zobu uz tārprata, kuram ir daudz vairāk zobu un daudz lielāks diametrs nekā tārpam. Tārpi var griezties abos virzienos. Tārpu riteņiem parasti ir vismaz 24 zobi, un tārpu vītņu un riteņa zobu summai parasti jābūt lielākai par 40. Tārpus var izgatavot tieši uz vārpstas vai atsevišķi un vēlāk uzslidināt uz vārpstas.
Daudzi tārpu reduktori teorētiski ir pašbloķējoši, tas ir, tārpu ritenis tos nevar darbināt atpakaļgaitā, kas daudzos gadījumos, piemēram, pacelšanas darbos, ir priekšrocība. Ja atpakaļgaita ir vēlama īpašība, tārpa un riteņa ģeometriju var pielāgot, lai to nodrošinātu (bieži vien nepieciešamas vairākas iedarbināšanas).
Tārpa un riteņa ātruma attiecību nosaka riteņa zobu skaita attiecība pret tārpa vītnēm (nevis to diametru).
Tā kā tārps nodilst salīdzinoši vairāk nekā ritenis, bieži vien katram tiek izmantoti atšķirīgi materiāli, piemēram, rūdīts tērauda tārps, kas darbina bronzas riteni. Ir pieejami arī plastmasas tārpu riteņi.

Viena un divu apvalku tārpu zobrati

Aptveršana attiecas uz veidu, kādā tārprata zobi daļēji aptinās ap tārpu vai tārpa zobi daļēji aptinās ap riteni. Tas nodrošina lielāku saskares laukumu. Vienkārta tārpu zobrats izmanto cilindrisku tārpu, lai savienotos ar riteņa zobiem.
Lai nodrošinātu vēl lielāku zobu saskares virsmu, dažreiz pats tārps tiek izliekts — smilšu pulksteņa formā —, lai tas atbilstu tārprata izliekumam. Šī uzstādīšana prasa rūpīgu tārpa aksiālo pozicionēšanu. Divkārši aptverošie tārpu zobrati ir sarežģīti apstrādājami un tiem ir mazāk pielietojumu nekā vienkārši aptverošajiem tārpu zobratiem. Apstrādes attīstība ir padarījusi divkārši aptverošos dizainus praktiskākus nekā agrāk.
Šķērsotu asu spirālveida zobratus dažreiz sauc par neaptverošiem tārpu zobratiem. Lidmašīnas skava, visticamāk, būs neaptveroša konstrukcija.

Pieteikumi

Bieži vien tārpu reduktorus izmanto lentes konveijera piedziņās, jo lente pārvietojas salīdzinoši lēni attiecībā pret motoru, kas liecina par nepieciešamību pēc augsta pārnesumskaitļa samazinājuma. Pretestību pret atpakaļgaitu caur tārpu ratu var izmantot, lai novērstu lentes apgriešanos, kad konveijers apstājas. Citi izplatīti pielietojumi ir vārstu izpildmehānismos, domkratos un ripzāģos. Dažreiz tos izmanto indeksēšanai vai kā precīzas piedziņas teleskopiem un citiem instrumentiem.
Siltums ir problēma ar tārpu zobratiem, jo ​​kustība būtībā ir slīdēšana, līdzīgi kā uzgrieznis uz skrūves. Vārsta izpildmehānismam darba cikls, visticamāk, būs periodisks, un siltums, visticamāk, viegli izkliedējas starp retām darbībām. Konveijera piedziņai, iespējams, ar nepārtrauktu darbību, siltumam ir liela nozīme konstrukcijas aprēķinos. Tāpat tārpu piedziņām ieteicams lietot īpašas smērvielas augstā spiediena dēļ starp zobiem, kā arī iespējamās plaisāšanas starp atšķirīgiem tārpa un riteņa materiāliem. Tārpu piedziņu korpusi bieži ir aprīkoti ar dzesēšanas ribām, lai izkliedētu siltumu no eļļas. Var panākt gandrīz jebkuru dzesēšanas daudzumu, tāpēc tārpu zobratu termiskie faktori ir jāņem vērā, bet ne ierobežojums. Parasti ieteicams, lai eļļas temperatūra būtu zem 200°F, lai jebkura tārpu piedziņa darbotos efektīvi.
Atpakaļgaita var notikt vai nenotikt, jo tā ir atkarīga ne tikai no spirāles leņķiem, bet arī no citiem mazāk izmērāmiem faktoriem, piemēram, berzes un vibrācijas. Lai nodrošinātu, ka tā vienmēr notiks vai nekad nenotiks, tārpu piedziņas projektētājam ir jāizvēlas spirāles leņķi, kas ir vai nu pietiekami stāvi, vai pietiekami sekli, lai ignorētu šos citus mainīgos. Piesardzīgs dizains bieži vien iesaka iekļaut rezerves bremzēšanu ar pašbloķējošām piedziņām, ja drošība ir apdraudēta.
Tārpu zobrati ir pieejami gan kā korpusā iebūvēti agregāti, gan kā zobratu komplekti. Dažas vienības var iegādāties ar integrētiem servomotoriem vai kā daudzātrumu konstrukcijas.
Lietojumiem, kas saistīti ar augstas precizitātes samazināšanu, ir pieejamas īpašas precīzijas tārpu un bezkustības versijas. Daži ražotāji piedāvā arī ātrgaitas versijas.