چرخ دنده های حلزونی اجزای انتقال نیرو هستند که عمدتاً به عنوان کاهش های نسبت بالا برای تغییر جهت چرخش شفت و کاهش سرعت و افزایش گشتاور بین شفت های دوار غیر موازی استفاده می شوند. آنها در شفت هایی با محورهای غیر متقاطع و عمود بر هم استفاده می شوند. از آنجایی که دندانه‌های چرخ‌دنده‌های مشبک از کنار یکدیگر می‌لغزند، چرخ‌دنده‌های حلزونی در مقایسه با سایر چرخ‌دنده‌ها ناکارآمد هستند، اما می‌توانند کاهش زیادی در سرعت در فضاهای بسیار فشرده ایجاد کنند و بنابراین کاربردهای صنعتی زیادی دارند. اساساً چرخ دنده های حلزونی ممکن است به دو دسته تک و دو پوششی طبقه بندی شوند که هندسه دندان های مشبک را توصیف می کند. چرخ دنده های حلزونی در اینجا به همراه بحث در مورد عملکرد و کاربردهای رایج آنها توضیح داده شده است.

چرخ دنده های کرمی استوانه ای

شکل اصلی برای کرم، قفسه پیچشی است که توسط آن چرخ دنده های خار تولید می شود. دندانه‌های قفسه‌ای دارای دیواره‌های مستقیم هستند، اما زمانی که برای ایجاد دندانه‌ها روی دنده‌های دنده استفاده می‌شوند، شکل دندانه‌ای منحنی آشنا از چرخ دنده‌ی خار پیچ‌خورده را ایجاد می‌کنند. این شکل دندان قفسه ای اساساً در اطراف بدن کرم می پیچد. جفت گیری چرخ کرم تشکیل شده است ازچرخ دنده مارپیچدندان ها با زاویه ای بریده می شوند که با زاویه دندان کرم مطابقت دارد. شکل واقعی خار فقط در بخش مرکزی چرخ رخ می دهد، زیرا دندان ها منحنی می شوند تا کرم را در بر بگیرند. عمل مش بندی شبیه به حرکت قفسه ای است که پینیون را به حرکت در می آورد، با این تفاوت که حرکت انتقالی قفسه با حرکت چرخشی کرم جایگزین می شود. انحنای دندان های چرخ گاهی اوقات به عنوان "گلویی" توصیف می شود.

کرم ها حداقل یک و حداکثر چهار (یا بیشتر) رشته یا شروع خواهند داشت. هر نخ دندانه ای را روی چرخ کرم درگیر می کند که دارای دندانه های بسیار بیشتر و قطر بسیار بیشتر از کرم است. کرم ها می توانند در هر دو جهت بچرخند. چرخ‌های کرم معمولاً حداقل 24 دندانه دارند و مجموع نخ‌های کرم و دندانه‌های چرخ معمولاً باید بیشتر از 40 باشد. کرم‌ها را می‌توان مستقیماً روی شفت یا جداگانه ساخت و بعداً روی شفت لغزید.
بسیاری از کاهنده‌های چرخ دنده حلزونی از نظر تئوری خود قفل می‌شوند، یعنی نمی‌توانند توسط چرخ حلزونی به عقب هدایت شوند، که این مزیت در بسیاری از موارد مانند بالا کشیدن است. در جایی که رانندگی در عقب یک ویژگی مطلوب است، هندسه کرم و چرخ ممکن است برای اجازه دادن به آن (اغلب نیاز به استارت های متعدد) تطبیق داده شود.
نسبت سرعت کرم و چرخ با نسبت تعداد دندانه های چرخ به نخ های کرم (نه قطر آنها) تعیین می شود.
از آنجایی که کرم نسبتاً سایش بیشتری نسبت به چرخ می بیند، اغلب برای هر یک از مواد غیر مشابه استفاده می شود، مانند کرم فولادی سخت شده که چرخ برنزی را به حرکت در می آورد. چرخ های کرم پلاستیکی نیز موجود است.

چرخ دنده های حلزونی تک و دو پوششی

پوشاندن به روشی اطلاق می‌شود که دندان‌های چرخ کرم تا حدودی به دور کرم می‌پیچند یا دندان‌های کرم تا حدودی به دور چرخ می‌پیچند. این منطقه تماس بیشتری را فراهم می کند. یک چرخ دنده کرمی تک پوششی از یک کرم استوانه ای شکل برای اتصال به دندانه های گلوی چرخ استفاده می کند.
برای ایجاد سطح تماس حتی بیشتر با دندان، گاهی اوقات خود کرم گلویی دارد - به شکل ساعت شنی - تا با انحنای چرخ کرم مطابقت داشته باشد. این تنظیم نیاز به موقعیت محوری دقیق کرم دارد. چرخ دنده های حلزونی دو پوششی برای ماشین کاری پیچیده هستند و کاربردهای کمتری نسبت به چرخ دنده های حلزونی تک پوششی دارند. پیشرفت‌ها در ماشین‌کاری باعث شده است که طرح‌های با پوشش دوتایی کاربردی‌تر از گذشته باشند.
چرخ دنده های مارپیچ محور متقاطع را گاهی اوقات به عنوان چرخ دنده های کرمی غیر پوششی می گویند. گیره هواپیما احتمالاً یک طرح بدون پوشش است.

برنامه های کاربردی

یک کاربرد متداول برای کاهنده‌های چرخ دنده حلزونی، درایوهای تسمه نقاله است زیرا تسمه نسبت به موتور نسبتاً آهسته حرکت می‌کند و باعث کاهش نسبت بالا می‌شود. مقاومت در برابر راندن از طریق چرخ کرم می تواند برای جلوگیری از برگشت تسمه هنگام توقف نوار نقاله مورد استفاده قرار گیرد. سایر کاربردهای رایج در محرک های شیر، جک ها و اره های مدور می باشد. آنها گاهی اوقات برای نمایه سازی یا به عنوان درایوهای دقیق برای تلسکوپ ها و ابزارهای دیگر استفاده می شوند.
گرما یکی از نگرانی‌های چرخ دنده‌های حلزونی است، زیرا حرکت اساساً مانند یک مهره روی یک پیچ می‌لغزد. برای یک محرک سوپاپ، چرخه وظیفه احتمالاً متناوب است و گرما احتمالاً به آسانی بین عملیات نادر پخش می شود. برای یک درایو نوار نقاله، با عملکرد احتمالاً مداوم، گرما نقش زیادی در محاسبات طراحی ایفا می کند. همچنین به دلیل فشار زیاد بین دندانه ها و همچنین احتمال ایجاد گاز بین مواد غیر مشابه کرم و چرخ، روان کننده های مخصوص برای کرم درایوها توصیه می شود. محفظه های کرم درایو اغلب با باله های خنک کننده برای دفع گرما از روغن تعبیه شده است. تقریباً هر مقدار خنک کننده را می توان به دست آورد، بنابراین فاکتورهای حرارتی برای چرخ دنده های حلزونی قابل توجه است اما محدودیت نیست. به طور کلی توصیه می شود که روغن ها در دمای زیر 200 درجه فارنهایت باقی بمانند تا عملکرد موثری از هر درایو کرم وجود داشته باشد.
رانندگی به عقب ممکن است اتفاق بیفتد یا ممکن است رخ ندهد زیرا نه تنها به زوایای مارپیچ بلکه به سایر عوامل کمتر قابل سنجش مانند اصطکاک و لرزش نیز بستگی دارد. برای اطمینان از اینکه همیشه رخ خواهد داد یا هرگز رخ نخواهد داد، طراح کرم درایو باید زوایای مارپیچی را انتخاب کند که به اندازه کافی شیب دار یا به اندازه کافی کم عمق باشد تا این متغیرهای دیگر را نادیده بگیرد. طراحی محتاطانه اغلب پیشنهاد می کند که در مواردی که ایمنی در خطر است، ترمز اضافی با درایوهای خود قفل شونده ترکیب شود.
چرخ دنده های حلزونی هم به صورت یونیت دار و هم به صورت چرخ دنده در دسترس هستند. برخی از واحدها را می توان با سروموتورهای یکپارچه یا به صورت طرح های چند سرعته تهیه کرد.
کرم‌های دقیق ویژه و نسخه‌های بدون بک‌لش برای برنامه‌هایی که شامل کاهش دقت بالا هستند در دسترس هستند. نسخه های پرسرعت از برخی سازندگان موجود است.