Bánh răng trục vít là thành phần truyền lực chủ yếu được sử dụng làm bộ giảm tốc độ cao để thay đổi hướng quay của trục và để giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn giữa các trục quay không song song. Chúng được sử dụng trên các trục có trục vuông góc, không giao nhau. Vì răng của bánh răng ăn khớp trượt qua nhau nên bánh răng trục vít kém hiệu quả hơn so với các bộ truyền động bánh răng khác, nhưng chúng có thể tạo ra sự giảm tốc độ lớn trong không gian rất nhỏ gọn và do đó có nhiều ứng dụng công nghiệp. Về cơ bản, bánh răng trục vít có thể được phân loại thành loại bao đơn và loại bao kép, mô tả hình dạng của răng ăn khớp. Bánh răng trục vít được mô tả ở đây cùng với thảo luận về hoạt động và các ứng dụng phổ biến của chúng.

Bánh răng trục vít hình trụ

Hình dạng cơ bản của con sâu là thanh răng xoắn mà bánh răng trụ được tạo ra. Răng thanh răng có thành thẳng nhưng khi chúng được sử dụng để tạo răng trên phôi bánh răng, chúng tạo ra hình dạng răng cong quen thuộc của bánh răng trụ xoắn. ​​Hình dạng răng thanh răng này về cơ bản uốn quanh thân con sâu. Sự ghép nối bánh xe giun được cấu thành từbánh răng xoắn ốcrăng cắt theo góc khớp với góc của răng trục vít. Hình dạng cựa thực sự chỉ xuất hiện ở phần giữa của bánh xe, vì răng cong để bao bọc trục vít. Hành động ăn khớp tương tự như hành động của thanh răng dẫn động bánh răng nhỏ, ngoại trừ chuyển động tịnh tiến của thanh răng được thay thế bằng chuyển động quay của trục vít. Độ cong của răng bánh xe đôi khi được mô tả là "họng".

Các con giun sẽ có ít nhất một và tối đa bốn (hoặc nhiều hơn) sợi, hoặc các đầu. Mỗi sợi khớp với một răng trên bánh xe giun, có nhiều răng hơn và đường kính lớn hơn nhiều so với con giun. Các con giun có thể quay theo cả hai hướng. Bánh xe giun thường có ít nhất 24 răng và tổng số sợi giun và răng bánh xe thường phải lớn hơn 40. Các con giun có thể được làm trực tiếp trên trục hoặc riêng biệt và sau đó trượt vào trục.
Nhiều bộ giảm tốc bánh vít về mặt lý thuyết là tự khóa, tức là không thể bị bánh vít dẫn động ngược, một lợi thế trong nhiều trường hợp như nâng hạ. Khi đặc điểm mong muốn là dẫn động ngược, hình dạng của bánh vít và bánh vít có thể được điều chỉnh để cho phép điều đó (thường đòi hỏi nhiều lần khởi động).
Tỷ số vận tốc của trục vít và bánh xe được xác định bằng tỷ số giữa số răng bánh xe và ren trục vít (không phải đường kính của chúng).
Vì con sâu bị mài mòn nhiều hơn bánh xe nên thường sử dụng các vật liệu khác nhau cho mỗi loại, chẳng hạn như con sâu thép cứng dẫn động bánh xe bằng đồng. Bánh xe con sâu bằng nhựa cũng có sẵn.

Bánh răng trục vít bao đơn và bao kép

Bao bọc là cách mà răng bánh vít quấn một phần quanh trục vít hoặc răng bánh vít quấn một phần quanh bánh xe. Điều này cung cấp diện tích tiếp xúc lớn hơn. Bánh răng trục vít bao bọc đơn sử dụng trục vít hình trụ để ăn khớp với răng có họng của bánh xe.
Để tạo ra bề mặt tiếp xúc răng lớn hơn, đôi khi bản thân con sâu được tạo hình giống như đồng hồ cát để phù hợp với độ cong của bánh xe trục sâu. Thiết lập này đòi hỏi phải định vị trục sâu cẩn thận. Bánh răng trục sâu bao kép phức tạp khi gia công và ít ứng dụng hơn bánh răng trục sâu bao đơn. Những tiến bộ trong gia công đã làm cho các thiết kế bao kép trở nên thiết thực hơn so với trước đây.
Bánh răng xoắn trục chéo đôi khi được gọi là bánh răng trục vít không bao. Kẹp máy bay có thể là thiết kế không bao.

Ứng dụng

Một ứng dụng phổ biến cho bộ giảm tốc bánh vít là bộ truyền động băng tải đai vì đai di chuyển tương đối chậm so với động cơ, tạo ra trường hợp giảm tỷ số truyền cao. Khả năng chống truyền động ngược qua bánh vít có thể được sử dụng để ngăn đai đảo ngược khi băng tải dừng lại. Các ứng dụng phổ biến khác là trong bộ truyền động van, giắc cắm và cưa tròn. Đôi khi chúng được sử dụng để lập chỉ mục hoặc làm bộ truyền động chính xác cho kính thiên văn và các dụng cụ khác.
Nhiệt là một mối quan tâm đối với bánh răng trục vít vì chuyển động về cơ bản là trượt giống như đai ốc trên vít. Đối với bộ truyền động van, chu kỳ làm việc có thể không liên tục và nhiệt có thể tản ra dễ dàng giữa các hoạt động không thường xuyên. Đối với bộ truyền động băng tải, có thể hoạt động liên tục, nhiệt đóng vai trò lớn trong các tính toán thiết kế. Ngoài ra, nên sử dụng chất bôi trơn đặc biệt cho bộ truyền động trục vít vì áp suất cao giữa các răng cũng như khả năng mài mòn giữa vật liệu trục vít và bánh xe không giống nhau. Vỏ bộ truyền động trục vít thường được trang bị các cánh tản nhiệt để tản nhiệt từ dầu. Có thể đạt được hầu hết mọi lượng làm mát nên các yếu tố nhiệt đối với bánh răng trục vít là một yếu tố cần cân nhắc nhưng không phải là hạn chế. Nhìn chung, nên giữ dầu dưới 200°F để có thể vận hành hiệu quả bất kỳ bộ truyền động trục vít nào.
Việc lái ngược có thể xảy ra hoặc không vì nó phụ thuộc không chỉ vào góc xoắn ốc mà còn vào các yếu tố ít định lượng khác như ma sát và độ rung. Để đảm bảo rằng nó sẽ luôn xảy ra hoặc không bao giờ xảy ra, nhà thiết kế truyền động trục vít phải chọn các góc xoắn ốc đủ dốc hoặc đủ nông để ghi đè lên các biến số khác này. Thiết kế thận trọng thường gợi ý kết hợp phanh dự phòng với truyền động tự khóa khi sự an toàn bị đe dọa.
Bánh răng trục vít có sẵn dưới dạng các đơn vị có vỏ và bộ bánh răng. Một số đơn vị có thể được mua với động cơ servo tích hợp hoặc dưới dạng thiết kế nhiều tốc độ.
Các loại trục vít có độ chính xác đặc biệt và phiên bản không có khe hở có sẵn cho các ứng dụng liên quan đến việc giảm độ chính xác cao. Các phiên bản tốc độ cao có sẵn từ một số nhà sản xuất.