Was sind die Grundlagen des Schneckengetriebedesigns?
Bei der Schneckenradkonstruktion handelt es sich um ein Schneckenrad, dessen Zähne Segmente einer Schnecke bilden, und eine andere Komponente, die einer Schraube ähnelt. Die schraubenartige Komponente ist als Schnecke bekannt, und ihre Gewinde bilden typischerweise eine vollständige Wendel. Diese Schnecke wird normalerweise zum Antreiben des Zahnrads verwendet, das ein hohes Drehmoment bereitstellen kann. In den meisten Fällen führt der Versuch, das Zahnrad zum Drehen der Schnecke zu verwenden, dazu, dass die Zähne blockieren. Diese beiden Grundlagen des Schneckendesigns können in den Stimmknöpfen von Saiteninstrumenten ausgenutzt werden, die das zum Ziehen der eingelernten Saiten erforderliche Drehmoment bereitstellen und dann automatisch einrasten, um sie so zu halten.
Schrägverzahnungen ähneln Stirnrädern, haben jedoch diagonal angeordnete Zähne. Aufgrund der Krümmung der Zahnräder ähnelt jeder einzelne Zahn einem aus einer Spirale geschnittenen Segment. Herkömmliche Schneckensätze verwenden zwei Zahnräder, das Schneckengetriebe ist jedoch eine Variante, die dies nicht tut. Stattdessen verwenden diese ein Schneckenrad und einen Zylinder oder eine Stange mit einem schraubenartigen Gewinde. Dieser Wurm kann einen einzelnen Zahn haben, der sich nur einmal um den Umfang wickelt, zwei Zähne, die sich wie eine normale Schraube über die gesamte Länge erstrecken, oder irgendetwas dazwischen.
Der Hauptvorteil der Schneckengetriebekonstruktion besteht darin, dass im Vergleich zu anderen Schrägverzahnungen ein hohes Drehmoment erzielt werden kann. Übersetzungsverhältnisse für Schrägstirnradsätze sind normalerweise auf etwa 10: 1 begrenzt, und Schneckenradsätze können ein Übersetzungsverhältnis von bis zu 500: 1 erreichen. Aufgrund der Art der Schneckengetriebekonstruktion bewegt jede volle Drehung der Schnecke das Zahnrad nur um einen Zahn vorwärts, so dass die Untersetzung technisch nur durch die Anzahl der Zähne des angetriebenen Zahnrads begrenzt ist. Ein angetriebenes Zahnrad mit 12 Zähnen würde ein Verhältnis von 12: 1 ergeben, eines mit 120 Zähnen würde ein Verhältnis von 120: 1 haben und so weiter.
Ein weiteres Grundprinzip der Schneckengetriebekonstruktion ist die Art und Weise, in der die Sätze zur Selbsthemmung neigen. Viele Schneckenradsätze haben Zähne auf dem Zahnrad, die einen sehr kleinen Steigungswinkel haben, was bedeutet, dass sie nahe an 90 Grad parallelen Zähnen liegen, wie sie bei normalen Holmzahnrädern zu finden sind, anstelle der scharf gewinkelten diagonalen Zähne, die von verwendet werden Schrägverzahnungen. Wenn das Zahnrad einen kleinen Steigungswinkel hat, wird das Zahnrad dazu neigen, gegen die Zähne der Schnecke zu blockieren, anstatt sie zu drehen. In einigen Fällen ist dies ein wünschenswertes Ergebnis, das zum Nutzen eines Geräts ausgenutzt werden kann. Diese Verriegelungswirkung kann eine unerwünschte Bewegung des Systems aufgrund äußerer Kräfte auf das Zahnrad, wie eine gespannte Saite oder die Schwerkraft, verhindern.