Przekładnie ślimakowe to elementy przenoszenia mocy, stosowane głównie jako reduktory o wysokim przełożeniu w celu zmiany kierunku obrotu wału oraz zmniejszenia prędkości i zwiększenia momentu obrotowego pomiędzy nierównoległymi wałami obracającymi się.Stosowane są na wałach o nieprzecinających się, prostopadłych osiach.Ponieważ zęby zazębionych kół zębatych ślizgają się obok siebie, przekładnie ślimakowe są nieefektywne w porównaniu z innymi napędami zębatymi, ale mogą powodować ogromne zmniejszenie prędkości w bardzo małych przestrzeniach i dlatego mają wiele zastosowań przemysłowych.Zasadniczo przekładnie ślimakowe można sklasyfikować jako jedno- i dwuobwiedniowe, co opisuje geometrię zazębionych zębów.W tym miejscu opisano przekładnie ślimakowe wraz z omówieniem ich działania i typowych zastosowań.

Cylindryczne przekładnie ślimakowe

Podstawową formą ślimaka jest zębatka ewolwentowa, za pomocą której powstają koła zębate czołowe.Zęby zębatki mają proste ścianki, ale gdy są używane do wytwarzania zębów na półfabrykatach przekładni, tworzą znajomy zakrzywiony kształt zęba ewolwentowego koła zębatego czołowego.Ta forma zęba zębatego zasadniczo owija się wokół korpusu robaka.Krycie koło ślimakowe jest złożony zprzekładnia śrubowazęby ścięte pod kątem odpowiadającym kątowi zęba ślimaka.Prawdziwy kształt ostrogi występuje tylko w środkowej części koła, ponieważ zęby zakrzywiają się, otaczając ślimak.Działanie zazębienia jest podobne do działania zębatki napędzającej zębnik, z tą różnicą, że ruch postępowy zębatki zostaje zastąpiony ruchem obrotowym ślimaka.Krzywiznę zębów koła określa się czasem jako „gardłową”.

Robaki będą miały co najmniej jeden i maksymalnie cztery (lub więcej) wątki lub początki.Każdy gwint łączy się z zębem ślimacznicy, która ma znacznie więcej zębów i znacznie większą średnicę niż ślimak.Robaki mogą obracać się w dowolnym kierunku.Koła ślimakowe mają zwykle co najmniej 24 zęby, a suma gwintów ślimaków i zębów kół powinna zwykle być większa niż 40. Ślimaki można wykonać bezpośrednio na wale lub osobno i później nasunąć na wał.
Wiele reduktorów ślimakowych teoretycznie jest samoblokujących, to znaczy nie można ich napędzać wstecznie przez koło ślimakowe, co jest zaletą w wielu przypadkach, takich jak podnoszenie.Jeżeli pożądana jest jazda wsteczna, można dostosować geometrię ślimaka i koła, aby na to pozwolić (często wymaga to wielokrotnych rozruchów).
Stosunek prędkości ślimaka do koła jest określony przez stosunek liczby zębów koła do gwintów ślimaka (a nie ich średnic).
Ponieważ ślimak wykazuje stosunkowo większe zużycie niż koło, często w każdym z nich stosuje się różne materiały, na przykład ślimak ze stali hartowanej napędzający koło z brązu.Dostępne są również koła ślimakowe z tworzywa sztucznego.

Przekładnie ślimakowe jedno i dwuwarstwowe

Otoczenie odnosi się do sposobu, w jaki zęby koła ślimakowego owijają się częściowo wokół ślimaka lub zęby ślimaka częściowo owijają się wokół koła.Zapewnia to większą powierzchnię styku.Przekładnia ślimakowa z pojedynczą osłoną wykorzystuje cylindryczny ślimak do zazębiania się z zębami koła.
Aby zapewnić jeszcze większą powierzchnię styku zębów, czasami sam ślimak ma gardło w kształcie klepsydry, aby dopasować je do krzywizny koła ślimakowego.Taka konfiguracja wymaga ostrożnego osiowego ustawienia ślimaka.Przekładnie ślimakowe z podwójną osłoną są skomplikowane w obróbce i mają mniej zastosowań niż przekładnie ślimakowe z pojedynczą osłoną.Postęp w obróbce skrawaniem sprawił, że konstrukcje z podwójną kopertą są bardziej praktyczne niż w przeszłości.
Przekładnie śrubowe o osi krzyżowej są czasami określane jako nieotaczające przekładnie ślimakowe.Zacisk lotniczy prawdopodobnie będzie konstrukcją nieotulającą.

Aplikacje

Powszechnym zastosowaniem reduktorów ślimakowych są napędy przenośników taśmowych, ponieważ taśma porusza się stosunkowo wolno względem silnika, co uzasadnia redukcję o wysokim przełożeniu.Opór przed cofaniem się koła ślimakowego można wykorzystać do zapobiegania odwróceniu się taśmy po zatrzymaniu przenośnika.Inne typowe zastosowania to siłowniki zaworów, podnośniki i piły tarczowe.Czasami są używane do indeksowania lub jako precyzyjne napędy teleskopów i innych instrumentów.
W przypadku przekładni ślimakowych problemem jest ciepło, ponieważ zasadniczo cały ruch ślizga się podobnie jak nakrętka na śrubie.W przypadku siłownika zaworu cykl pracy będzie prawdopodobnie przerywany, a ciepło prawdopodobnie będzie łatwo rozpraszane pomiędzy rzadkimi operacjami.W przypadku napędu przenośnika, który może pracować w trybie ciągłym, ciepło odgrywa dużą rolę w obliczeniach projektowych.Ponadto do napędów ślimakowych zalecane są specjalne smary ze względu na wysokie naciski między zębami, a także możliwość zatarcia pomiędzy różnymi materiałami ślimaka i kół.Obudowy napędów ślimakowych są często wyposażone w żeberka chłodzące, które odprowadzają ciepło z oleju.Można osiągnąć niemal dowolną ilość chłodzenia, zatem współczynniki termiczne dla przekładni ślimakowych są brane pod uwagę, ale nie ograniczają.Ogólnie zaleca się, aby olej utrzymywał się w temperaturze poniżej 200°F, aby zapewnić efektywne działanie dowolnego napędu ślimakowego.
Cofanie się może wystąpić lub nie, ponieważ zależy nie tylko od kątów linii śrubowej, ale także od innych mniej wymiernych czynników, takich jak tarcie i wibracje.Aby mieć pewność, że będzie to zawsze występować lub nigdy nie nastąpi, projektant napędu ślimakowego musi wybrać kąty linii śrubowej, które są albo wystarczająco strome, albo wystarczająco płytkie, aby pominąć inne zmienne.Rozważne projektowanie często sugeruje zastosowanie redundantnego hamowania z napędami samoblokującymi, gdy stawką jest bezpieczeństwo.
Przekładnie ślimakowe są dostępne zarówno w obudowach, jak i w postaci zestawów przekładniowych.Niektóre jednostki można nabyć ze zintegrowanymi serwomotorami lub w wersji wielobiegowej.
Do zastosowań wymagających dużej precyzji dostępne są specjalne ślimaki precyzyjne i wersje bezluzowe.Niektórzy producenci oferują wersje o dużej prędkości.