ウォームギアは、主に高減速比の減速機として使用される動力伝達部品です。これにより、シャフトの回転方向を変え、非平行な回転軸間の速度を低下させ、トルクを増加させます。ウォームギアは、交差しない垂直軸を持つシャフトに使用されます。ウォームギアは、噛み合う歯車の歯が互いにすり抜けるため、他の歯車駆動装置に比べて効率は低くなりますが、非常にコンパクトなスペースで大幅な減速を実現できるため、多くの産業用途に使用されています。ウォームギアは、噛み合う歯の形状によって、シングルエンベロープ型とダブルエンベロープ型に分類できます。ここでは、ウォームギアの概要、動作、一般的な用途について説明します。

円筒ウォームギア

ウォームの基本形状は、平歯車を形作るインボリュートラックです。ラックの歯は直線状の壁を持ちますが、歯車の素材に歯を形作る際に使用すると、インボリュート平歯車の曲線状の歯形が形成されます。このラックの歯形は、ウォーム本体の周囲を巻き付けるように配置されています。噛み合い部は、 ウォームホイール はヘリカルギアウォーム歯の角度に一致する角度で歯が切られている。真のスパー形状はホイールの中央部のみに見られ、歯はウォームを包み込むように湾曲している。かみ合い動作はラックがピニオンを駆動する動作に似ているが、ラックの並進運動がウォームの回転運動に置き換えられている。ホイールの歯の曲率は「スロート状」と表現されることもある。

ウォームには、少なくとも1本、最大4本（あるいはそれ以上）のねじ山（または条）があります。それぞれのねじ山はウォームホイールの歯と噛み合います。ウォームホイールの歯数は、ウォームよりもはるかに多く、直径もはるかに大きいです。ウォームはどちらの方向にも回転します。ウォームホイールは通常、少なくとも24本の歯を持ち、ウォームのねじ山とホイールの歯数の合計は通常40を超えます。ウォームはシャフトに直接取り付けることも、別途製作して後でシャフトに差し込むこともできます。
多くのウォームギア減速機は理論上セルフロック機構を備えており、ウォームホイールによる逆回転が不可能です。これは、巻上げなどの多くの用途で利点となります。逆回転が求められる場合は、ウォームとホイールの形状を調整することで逆回転が可能になります（多くの場合、複数回の始動が必要になります）。
ウォームとホイールの速度比は、ホイールの歯の数とウォームのねじ山の比率（直径ではありません）によって決まります。
ウォームはホイールよりも比較的摩耗しやすいため、多くの場合、それぞれ異なる材質が使用されています。例えば、硬化鋼製のウォームがブロンズ製のホイールを駆動します。プラスチック製のウォームホイールも利用可能です。

シングルおよびダブルエンベロープウォームギア

エンベローピングとは、ウォームホイールの歯がウォームを部分的に包み込む、またはウォームの歯がホイールを部分的に包み込むことを指します。これにより、より大きな接触面積が得られます。シングルエンベローピングウォームギアは、円筒形のウォームをホイールのスロート歯に噛み合わせます。
歯面接触面積をさらに広げるため、ウォームホイールの曲率に合わせてウォーム自体に砂時計型のスロート加工を施すことがあります。この構造では、ウォームの軸方向の位置決めを慎重に行う必要があります。二重包絡ウォームギアは加工が複雑で、単一包絡ウォームギアよりも用途が限られています。しかし、機械加工の進歩により、二重包絡設計は以前よりも実用的になっています。
交差軸ヘリカルギアは、非包絡ウォームギアと呼ばれることもあります。航空機のクランプは、非包絡設計となることが多いです。

アプリケーション

ウォームギア減速機の一般的な用途はベルトコンベアの駆動です。ベルトはモータに対して比較的ゆっくりと移動するため、高減速比が適しています。ウォームホイールを介した逆駆動抵抗は、コンベア停止時のベルトの逆回転防止に利用できます。その他の一般的な用途としては、バルブアクチュエータ、ジャッキ、丸鋸などがあります。また、インデックスや望遠鏡などの機器の精密駆動にも使用されることがあります。
ウォーム ギアでは、基本的にナットがネジと接触するのと同じように、すべての動作がスライドするため、熱が懸念事項となります。バルブ アクチュエータの場合、デューティ サイクルは断続的になる可能性が高く、頻度の低い操作の間では熱が容易に放散されると考えられます。連続操作の可能性があるコンベア ドライブの場合、熱は設計計算において大きな役割を果たします。また、ウォーム ドライブでは、歯間の圧力が高く、異なるウォームとホイールの材質間でかじりが発生する可能性があるため、特別な潤滑剤が推奨されます。ウォーム ドライブのハウジングには、オイルから熱を放散させるための冷却フィンが取り付けられていることがよくあります。ほぼ任意の量の冷却を実現できるため、ウォーム ギアの熱要因は考慮事項ではありますが、制限事項ではありません。ウォーム ドライブを効率的に動作させるには、一般的にオイルの温度を 200°F 未満に抑えることが推奨されます。
逆回転は、ねじれ角だけでなく、摩擦や振動といった定量化が難しい他の要因にも左右されるため、発生する場合と発生しない場合があります。逆回転が常に発生するか、あるいは発生しないことを保証するために、ウォームドライブの設計者は、これらの他の変数を上回れるように、十分に急なねじれ角、あるいは十分に浅いねじれ角を選択する必要があります。安全性が重視される場合、セルフロック式ドライブに冗長ブレーキを組み込むことが、賢明な設計として推奨されることがよくあります。
ウォームギアは、ハウジング付きユニットとギアセットの両方でご利用いただけます。一部のユニットは、サーボモーターを内蔵したものや多段変速設計としてご提供可能です。
高精度減速が必要な用途向けに、特殊精密ウォームおよびゼロバックラッシュバージョンをご用意しています。一部のメーカーでは高速バージョンもご用意しています。