Kierukkapyörä ja -ruuvi muodostavat vaihteen, jossa akselit ovat 90 asteen kulmassa, eri tasoissa. Kierukkavaihteen etuna on yhdessä portaassa saavutettava suuri välityssuhde. Välityssuhteen määrää kierukkapyörän hammasluku ja kierteen pääluku.
Kierukkapyöriä ja
ruuveja
- Modulit: 0,5–2,0
- Hammasluku: Max 100 st
- 1- ja 2-päisin kiertein
- Akseliväli: 8,5–87,5 mm
- Välitykset: 7,5:1–100:1
- Materiaali: ruuvi terästä, pyörä pronssi
Tarkkuuskierukkapyörä ja
ruuveja
- Modulit 1,0–4,0
- Ruuvi terästä, pyörä messinki tai
pyörät napa terästä ja hampaat tinapronssi - Hammasluku max 47 st
- 1–8 päisin kiertein
- Akseliväli 30–120 mm
- Välitykset 4,63:1–47:1
Kierukkapyörän rakenne noudattaa samoja periaatteita kuin lieriömäisen hammaspyörän rakenne. Päättömästä ruuvista muodostuvassa kierukassa on vähintään yksi sisääntulo. Se pyörii pyörää vasten, jonka hampaat on muotoiltu kierukan kierteitä vastaaviksi. Teho siirtyy kierukasta pyörään. Pyörä kääntyy jokaisella kierukan pyörähdyksellä tietyn kulmamäärän, joka vastaa hampaiden ja kierukan kierteiden määrää. Kierukan sivukulma on yleensä 30°.
Välityssuhteet
| i |
=
|
n1/n2 = Z/g |
| n1 |
=
|
Kierukan pyörintänopeus |
| n2 |
=
|
Pyörän pyörimisnopeus |
| Z |
=
|
Pyörän hammasluku |
| g |
=
|
Kierukan kierreluku |
| α |
=
|
Kierukan nousukulma, tgα = hammasjako / (π • Do) |
| m |
=
|
Moduuli = hampaan suurin korkeus = k |
| t |
=
|
Hammasjako = 3,14 • m |
| do |
=
|
Pyörän jakohalkaisija = Z • m |
| dk |
=
|
Pyörän ulkohalkaisija = (Z + 2)m |
| Do |
=
|
Kierukan jakohalkaisija = Dk – 2m |
| Dk |
=
|
Kierukan ulkohalkaisija = Do + 2m |
| h |
=
|
Kierukan kierresyvyys = 2,166 • m |
| A |
=
|
Keskiöetäisyys = (do+Do)/2 |
Esimerkki
Jos kierukkavaihteen välityssuhteeksi halutaan 40:1, jako tehdään moduulin 1,5 mukaan ja kierukkaruuvin ulkohalkaisijan on oltava 28mm.
| t |
=
|
3,14 • 1,5 = 4,710 mm |
| do |
=
|
40 • 1,5 = 60 mm |
| Dk |
=
|
28 mm |
| Do |
=
|
28 – (2 • 1,5) = 25 mm |
| h |
=
|
2,166 • 1,5 = 3,249 mm |
| tgα |
=
|
4,710/(3,14 • 25) = 0,060 mm |
| A |
=
|
(60 + 25)/2 = 42,50 mm |
Hyötysuhde
Kierukkavaihteen kokonaishyötysuhde η muodostuu laakerin hyötysuhteesta η1 ja kierukan hyötysuhteesta ηs.
| η |
=
|
η1 • ηs |
| ηs |
=
|
tgα/t(α+ϖ) |
| η1 |
=
|
0,97 – 0,98 kuula- ja neulalaakereille |
| η1 |
=
|
0,92 – 0,95 liukulaakereille |
| ϖ |
=
|
Kitkakulma (tgϖ = µ) |
Kitkakerroin µ valitaan seuraavasti:
| µ |
=
|
0,1 – 0,2 valurauta valurautaa vasteen, käsittelemättömät hampaat |
| µ |
=
|
0,02 – 0,03 karkaistu ja hiottu teräs pronssia vasten |
Hyötysuhteen η, kitkakertoimen µ ja nousukulman α välinen suhde.
Huomautus Hyötysuhde kasvaa vain hyvin vähän, kun nousukulma on yli 20–25°.
