Snäckdrev är kraftöverföringskomponenter som främst används som reduktioner med hög utväxling för att ändra axelns rotationsriktning och för att minska hastigheten och öka vridmomentet mellan icke-parallella roterande axlar. De används på axlar med icke-korsande, vinkelräta axlar. Eftersom kuggarna på de ingripande kugghjulen glider förbi varandra är snäckdrev ineffektiva jämfört med andra kugghjulsdrifter, men de kan producera massiva hastighetsminskningar i mycket kompakta utrymmen och har därför många industriella tillämpningar. I huvudsak kan snäckdrev klassificeras som enkel- och dubbelhöljande, vilket beskriver geometrin hos de ingripande kuggarna. Snäckdrev beskrivs här tillsammans med en diskussion om deras funktion och vanliga tillämpningar.
Cylindriska snäckväxlar
Grundformen för snäckan är den evolventa kuggstången med vilken cylindriska kugghjul genereras. Kuggstänger har raka väggar, men när de används för att generera kuggar på kugghjulsämnen producerar de den välbekanta böjda tandformen hos det evolventa cylindriska kugghjulet. Denna kuggstångsform slingrar sig i huvudsak runt snäckans kropp. Monteringen maskhjul består avspiralväxelTänderna är skurna i en vinkel som matchar masktandens vinkel. Den verkliga sporrformen uppträder endast i hjulets centrala del, då tänderna böjs för att omsluta masken. Ingreppet liknar det hos en kuggstång som driver ett pinjong, förutom att kuggstångens translationsrörelse ersätts av maskens rotationsrörelse. Hjulkuggarnas krökning beskrivs ibland som "halsad".
Maskar har minst en och upp till fyra (eller fler) gängor, eller tänder. Varje gänga griper in i en tand på maskhjulet, som har många fler tänder och en mycket större diameter än masken. Maskar kan rotera i båda riktningarna. Snäckhjul har vanligtvis minst 24 tänder och summan av maskgängorna och hjultänderna bör normalt vara större än 40. Maskar kan tillverkas direkt på axeln eller separat och skjutas på en axel senare.
Många snäckväxlar är teoretiskt självlåsande, det vill säga att de inte kan bakåtdrivas av snäckhjulet, en fördel i många fall, såsom vid lyftning. Där bakåtdrivning är en önskvärd egenskap kan snäckhjulets geometri anpassas för att tillåta det (vilket ofta kräver flera starter).
Hastighetsförhållandet mellan masken och hjulet bestäms av förhållandet mellan antalet hjultänder och maskgängorna (inte deras diametrar).
Eftersom snäckan slits jämförelsevis mer än hjulet används ofta olika material för varje, till exempel en snäcka av härdat stål som driver ett bronshjul. Plastsnäckhjul finns också tillgängliga.
Enkel- och dubbelhöljande snäckväxlar
Med omslutande avses hur snäckhjulets tänder delvis lindas runt snäckan eller så lindas snäckhjulet delvis runt hjulet. Detta ger en större kontaktyta. En enkelomslutande snäckväxel använder en cylindrisk snäcka som griper in i hjulets halsformade tänder.
För att ge ännu större kontaktyta mot tanden är själva snäckan ibland halsad – formad som ett timglas – för att matcha snäckhjulets krökning. Denna konfiguration kräver noggrann axiell positionering av snäckan. Dubbelhöljande snäckdrev är komplexa att bearbeta och har färre tillämpningar än enkelhöljande snäckdrev. Framsteg inom bearbetning har gjort dubbelhöljande konstruktioner mer praktiska än de var tidigare.
Korsaxliga spiralväxlar kallas ibland för icke-omslutande snäckväxlar. En flygplansklämma är sannolikt en icke-omslutande design.
Applikationer
En vanlig tillämpning för snäckhjulsreducerare är bandtransportörers drivningar eftersom bandet rör sig relativt långsamt i förhållande till motorn, vilket talar för en reduktion med hög utväxling. Motståndet mot bakåtdrivning genom snäckhjulet kan användas för att förhindra bandreversering när transportören stannar. Andra vanliga tillämpningar är i ventilställdon, domkrafter och cirkelsågar. De används ibland för indexering eller som precisionsdrivningar för teleskop och andra instrument.
Värme är ett problem med snäckdrev eftersom rörelsen i princip är glidande ungefär som en mutter på en skruv. För ett ventilställdon är arbetscykeln sannolikt intermittent och värmen försvinner förmodligen lätt mellan sällsynta operationer. För en transportördrivning, med eventuell kontinuerlig drift, spelar värme en stor roll i konstruktionsberäkningarna. Dessutom rekommenderas speciella smörjmedel för snäckdrev på grund av det höga trycket mellan tänderna samt risken för skärskador mellan de olika snäck- och hjulmaterialen. Hus för snäckdrev är ofta försedda med kylflänsar för att avleda värme från oljan. Nästan vilken mängd kylning som helst kan uppnås, så de termiska faktorerna för snäckdrev är en faktor att beakta men inte en begränsning. Oljor rekommenderas generellt att hålla sig under 200°F för att snäckdrev ska fungera effektivt.
Bakåtdrivning kan förekomma eller inte förekomma eftersom det är beroende inte bara av spiralvinklarna utan även av andra mindre kvantifierbara faktorer såsom friktion och vibrationer. För att säkerställa att det alltid kommer att förekomma eller aldrig förekomma måste maskdriftskonstruktören välja spiralvinklar som antingen är tillräckligt branta eller tillräckligt grunda för att åsidosätta dessa andra variabler. Noggrann design föreslår ofta att man införlivar redundant bromsning med självlåsande drivningar där säkerheten står på spel.
Snäckväxlar finns tillgängliga både som husenheter och som kugghjulssatser. Vissa enheter kan erhållas med integrerade servomotorer eller som flerväxlade utföranden.
Speciella precisionsmaskar och versioner utan glapp finns tillgängliga för applikationer som kräver hög noggrannhet. Snabbgående versioner finns tillgängliga från vissa tillverkare.

Publiceringstid: 17 augusti 2022