Przekładnie ślimakowe to elementy układu przeniesienia mocy, stosowane głównie jako redukcje o wysokim przełożeniu, aby zmienić kierunek obrotu wału oraz zmniejszyć prędkość i zwiększyć moment obrotowy między nierównoległymi wałami obrotowymi. Stosuje się je na wałach o nieskrzyżowanych, prostopadłych osiach. Ponieważ zęby zazębiających się kół zębatych przesuwają się względem siebie, przekładnie ślimakowe są nieefektywne w porównaniu z innymi napędami zębatymi, ale mogą powodować znaczne redukcje prędkości w bardzo zwartych przestrzeniach i dlatego mają wiele zastosowań przemysłowych. Zasadniczo przekładnie ślimakowe można sklasyfikować jako jedno- i dwuotoczeniowe, co opisuje geometrię zazębionych zębów. Przekładnie ślimakowe są tutaj opisane wraz z omówieniem ich działania i typowych zastosowań.

Przekładnie ślimakowe walcowe

Podstawową formą ślimaka jest zębatka ewolwentowa, za pomocą której powstają koła zębate walcowe. Zęby zębate mają proste ścianki, ale gdy są używane do generowania zębów na półfabrykatach kół zębatych, wytwarzają znaną zakrzywioną formę zęba koła zębatego walcowego ewolwentowego. Ta forma zębatki zasadniczo owija się wokół korpusu ślimaka. koło ślimakowe składa się zkoło zębate śrubowezęby cięte pod kątem, który odpowiada kątowi zęba ślimaka. Prawdziwy kształt ostrogi występuje tylko w środkowej części koła, ponieważ zęby wyginają się, aby objąć ślimak. Działanie zazębiające jest podobne do działania zębatki napędzającej zębnik, z tą różnicą, że ruch postępowy zębatki jest zastąpiony ruchem obrotowym ślimaka. Krzywizna zębów koła jest czasami opisywana jako „gardłowata”.

Ślimaki będą miały co najmniej jeden i do czterech (lub więcej) gwintów lub początków. Każdy gwint zazębia się z zębem na kole ślimakowym, które ma o wiele więcej zębów i znacznie większą średnicę niż ślimak. Ślimaki mogą obracać się w obu kierunkach. Koła ślimakowe mają zwykle co najmniej 24 zęby, a suma gwintów ślimaka i zębów koła powinna być zwykle większa niż 40. Ślimaki można wykonać bezpośrednio na wale lub oddzielnie i nasunięto na wał później.
Wiele przekładni ślimakowych jest teoretycznie samoblokujących, tzn. niezdolnych do cofania się za pomocą koła ślimakowego, co jest zaletą w wielu przypadkach, takich jak podnoszenie. Jeśli cofanie się jest pożądaną cechą, geometrię ślimaka i koła można dostosować tak, aby to umożliwić (często wymagając wielokrotnych rozruchów).
Stosunek prędkości ślimaka i koła jest określany na podstawie stosunku liczby zębów koła do liczby zwojów ślimaka (a nie ich średnic).
Ponieważ ślimak zużywa się stosunkowo bardziej niż koło, często do każdego z nich używa się różnych materiałów, np. hartowanego ślimaka stalowego napędzającego brązowe koło. Dostępne są również plastikowe koła ślimakowe.

Przekładnie ślimakowe jedno- i dwuobwodowe

Otaczanie odnosi się do sposobu, w jaki zęby koła ślimakowego częściowo owijają się wokół ślimaka lub zęby ślimaka częściowo owijają się wokół koła. Zapewnia to większą powierzchnię styku. Pojedynczo otulające koło ślimakowe wykorzystuje cylindryczny ślimak do zazębienia się z zębami koła.
Aby uzyskać jeszcze większą powierzchnię styku zębów, czasami sam ślimak jest gardzielowany — w kształcie klepsydry — aby dopasować się do krzywizny koła ślimakowego. Ta konfiguracja wymaga starannego osiowego pozycjonowania ślimaka. Przekładnie ślimakowe z podwójnym otworem są skomplikowane w obróbce i mają mniej zastosowań niż przekładnie ślimakowe z pojedynczym otworem. Postęp w obróbce sprawił, że konstrukcje z podwójnym otworem są bardziej praktyczne niż w przeszłości.
Przekładnie śrubowe o skrzyżowanych osiach są czasami określane jako przekładnie ślimakowe bez otuliny. Zacisk samolotu prawdopodobnie będzie konstrukcją bez otuliny.

Aplikacje

Typowym zastosowaniem przekładni ślimakowych są napędy przenośników taśmowych, ponieważ pas porusza się stosunkowo wolno w stosunku do silnika, co uzasadnia zastosowanie redukcji o wysokim współczynniku. Opór przed cofaniem się przez koło ślimakowe można wykorzystać do zapobiegania odwróceniu pasa, gdy przenośnik się zatrzymuje. Inne typowe zastosowania to siłowniki zaworów, podnośniki i piły tarczowe. Są one czasami używane do indeksowania lub jako precyzyjne napędy teleskopów i innych instrumentów.
Ciepło jest problemem w przypadku przekładni ślimakowych, ponieważ ruch jest zasadniczo ślizgowy, podobnie jak nakrętka na śrubie. W przypadku siłownika zaworu cykl pracy prawdopodobnie będzie przerywany, a ciepło prawdopodobnie łatwo rozprasza się między rzadkimi operacjami. W przypadku napędu przenośnika, z możliwością ciągłej pracy, ciepło odgrywa dużą rolę w obliczeniach projektowych. Ponadto, do przekładni ślimakowych zaleca się specjalne środki smarne ze względu na wysokie ciśnienia między zębami, a także możliwość zatarcia między różnymi materiałami ślimaka i koła. Obudowy przekładni ślimakowych są często wyposażone w żebra chłodzące w celu rozproszenia ciepła z oleju. Można uzyskać niemal dowolną ilość chłodzenia, więc czynniki termiczne dla przekładni ślimakowych są brane pod uwagę, ale nie są ograniczeniem. Ogólnie zaleca się, aby oleje utrzymywały się poniżej 200°F, aby zapewnić skuteczną pracę dowolnego napędu ślimakowego.
Cofanie może wystąpić lub nie, ponieważ zależy nie tylko od kątów śrub, ale także od innych mniej mierzalnych czynników, takich jak tarcie i wibracje. Aby mieć pewność, że zawsze wystąpi lub nigdy nie wystąpi, projektant przekładni ślimakowej musi wybrać kąty śrub, które są wystarczająco strome lub wystarczająco płytkie, aby zignorować te inne zmienne. Rozważne projektowanie często sugeruje włączenie redundantnego hamowania z napędami samoblokującymi, gdy bezpieczeństwo jest zagrożone.
Przekładnie ślimakowe są dostępne zarówno jako jednostki osadzone, jak i zestawy przekładni. Niektóre jednostki można nabyć z integralnymi serwomotorami lub jako konstrukcje wielobiegowe.
Specjalne precyzyjne ślimaki i wersje bezluzowe są dostępne do zastosowań wymagających redukcji o wysokiej dokładności. Wersje o dużej prędkości są dostępne u niektórych producentów.