Závitovkové prevody sú komponenty prenosu energie, ktoré sa primárne používajú ako redukcie s vysokým prevodovým pomerom na zmenu smeru otáčania hriadeľa a na zníženie rýchlosti a zvýšenie krútiaceho momentu medzi nerovnobežne rotujúcimi hriadeľmi. Používajú sa na hriadeľoch s nepretínajúcimi sa, kolmými osami. Pretože zuby zaberajúcich ozubených kolies sa po sebe kĺžu, závitovkové prevody sú v porovnaní s inými ozubenými pohonmi neefektívne, ale môžu spôsobiť masívne zníženie rýchlosti vo veľmi kompaktných priestoroch, a preto majú mnoho priemyselných aplikácií. V podstate možno závitovkové prevody klasifikovať ako jedno- a dvojobalové, čo opisuje geometriu zaberajúcich zubov. Závitovkové prevody sú tu opísané spolu s diskusiou o ich prevádzke a bežných aplikáciách.

Valcové závitovkové prevody

Základným tvarom závitovky je evolventný hrebeň, pomocou ktorého sa vytvárajú ozubené kolesá s čelným priebehom. Zuby hrebeňa majú rovné steny, ale keď sa použijú na vytvorenie zubov na polotovaroch ozubených kolies, vytvoria známy zakrivený tvar zubov evolventného čelného ozubeného kolesa. Tento tvar zubov hrebeňa sa v podstate vinie okolo tela závitovky. Párovanie závitovkové koleso sa skladá zšpirálové ozubené kolesozuby rezané pod uhlom, ktorý zodpovedá uhlu zuba závitovky. Skutočný tvar ostruhy sa vyskytuje iba v strednej časti kolesa, pretože zuby sa zakrivujú tak, aby obklopovali závitovku. Záberový proces je podobný záberu hrebeňa poháňajúceho pastorok, s výnimkou toho, že translačný pohyb hrebeňa je nahradený rotačným pohybom závitovky. Zakrivenie zubov kolesa sa niekedy opisuje ako „hrdlo“.

Závitovky budú mať najmenej jeden a až štyri (alebo viac) závitov alebo štartov. Každý závit zaberá so zubom závitovkového kolesa, ktoré má oveľa viac zubov a oveľa väčší priemer ako závitovka. Závitovky sa môžu otáčať v oboch smeroch. Závitovkové kolesá majú zvyčajne najmenej 24 zubov a súčet závitov závitovky a zubov kolesa by mal byť zvyčajne väčší ako 40. Závitovky môžu byť vyrobené priamo na hriadeli alebo samostatne a nasunuté na hriadeľ neskôr.
Mnohé závitovkové reduktory sú teoreticky samosvorné, to znamená, že ich závitovkové koleso nepoháňa spätne, čo je výhoda v mnohých prípadoch, napríklad pri zdvíhaní. Ak je spätný pohon požadovanou vlastnosťou, geometria závitovky a kolesa sa môže upraviť tak, aby to umožňovala (často si to vyžaduje viacnásobné spustenie).
Pomer rýchlostí závitovky a kolesa je určený pomerom počtu zubov kolesa k závitom závitovky (nie ich priemermi).
Keďže závitovka sa opotrebováva pomerne viac ako koleso, často sa na ňu používajú odlišné materiály, napríklad kalená oceľová závitovka poháňajúca bronzové koleso. K dispozícii sú aj plastové závitovkové kolesá.

Jednoduché a dvojité obalové závitovkové prevody

Obaľovanie sa vzťahuje na spôsob, akým zuby závitovkového kolesa čiastočne obopínajú závitovku alebo zuby závitovkového kolesa čiastočne obopínajú koleso. To poskytuje väčšiu kontaktnú plochu. Jednoduché obalenie závitovkového kolesa používa valcový závitovku na záber s hrdlom zubov kolesa.
Aby sa dosiahla ešte väčšia kontaktná plocha zubov, niekedy má samotný závitovka hrdlo v tvare presýpacích hodín, aby zodpovedalo zakriveniu závitovkového kolesa. Toto nastavenie si vyžaduje starostlivé axiálne umiestnenie závitovky. Dvojito obalené závitovkové kolesá sa zložito obrábajú a nachádzajú menej použití ako jednoducho obalené závitovkové kolesá. Pokroky v obrábaní urobili dvojito obalené konštrukcie praktickejšími ako v minulosti.
Špirálové ozubené kolesá s prekríženými osami sa niekedy označujú ako neobalujúce závitovkové ozubené kolesá. Upínacia svorka v lietadle bude pravdepodobne neobalujúca.

Aplikácie

Bežnou aplikáciou závitovkových reduktorov sú pohony pásových dopravníkov, pretože pás sa pohybuje relatívne pomaly vzhľadom na motor, čo je dôvodom na redukciu s vysokým prevodovým pomerom. Odpor voči spätnému pohybu závitovkového kolesa sa môže použiť na zabránenie spätného chodu pásu pri zastavení dopravníka. Ďalšie bežné aplikácie sú v ovládačoch ventilov, zdvihákoch a kotúčových pílach. Niekedy sa používajú na delenie alebo ako presné pohony pre teleskopy a iné prístroje.
Teplo je problémom pri závitovkových prevodoch, pretože pohyb je v podstate len kĺzavý, podobne ako matica na skrutke. Pri pohone ventilu je pracovný cyklus pravdepodobne prerušovaný a teplo sa pravdepodobne ľahko rozptyľuje medzi občasnými operáciami. Pri dopravníkovom pohone s možnou nepretržitou prevádzkou hrá teplo veľkú úlohu pri konštrukčných výpočtoch. Pre závitovkové pohony sa tiež odporúčajú špeciálne mazivá kvôli vysokému tlaku medzi zubami, ako aj kvôli možnosti odierania medzi rôznymi materiálmi závitovky a kolesa. Kryty závitovkových pohonov sú často vybavené chladiacimi rebrami na odvádzanie tepla z oleja. Dá sa dosiahnuť takmer akékoľvek množstvo chladenia, takže tepelné faktory pre závitovkové prevody sú potrebné, ale nie obmedzením. Vo všeobecnosti sa odporúča, aby oleje udržiavali teplotu pod 200 °F, aby sa zabezpečila efektívna prevádzka akéhokoľvek závitovkového pohonu.
K spätnému pohybu môže, ale nemusí dôjsť, pretože závisí nielen od uhlov špirály, ale aj od iných menej kvantifikovateľných faktorov, ako je trenie a vibrácie. Aby sa zabezpečilo, že k nemu dôjde vždy alebo nikdy, musí konštruktér závitovkového pohonu zvoliť uhly špirály, ktoré sú buď dostatočne strmé, alebo dostatočne plytké, aby tieto ostatné premenné boli ignorované. Rozvážny návrh často navrhuje začlenenie redundantného brzdenia so samosvornými pohonmi, kde je ohrozená bezpečnosť.
Závitovkové prevody sú dostupné ako zabudované jednotky aj ako súkolesia. Niektoré jednotky je možné zaobstarať s integrovanými servomotormi alebo ako viacrýchlostné prevedenia.
Pre aplikácie vyžadujúce vysoko presné redukcie sú k dispozícii špeciálne presné závitovky a verzie s nulovou vôľou. Niektorí výrobcovia ponúkajú aj vysokorýchlostné verzie.