A csigakerekek erőátviteli alkatrészek, amelyeket elsősorban nagy áttételű fordulatszám-csökkentőként használnak a tengely forgásirányának megváltoztatására, valamint a nem párhuzamosan forgó tengelyek közötti sebesség csökkentésére és nyomaték növelésére. Nem metsző, merőleges tengelyű tengelyeken használják őket. Mivel a kapcsolódó fogaskerekek fogai elcsúsznak egymás mellett, a csigakerekek kevésbé hatékonyak más fogaskerékhajtásokhoz képest, de nagyon kompakt helyeken is hatalmas sebességcsökkenést tudnak elérni, ezért számos ipari alkalmazással rendelkeznek. A csigakerekek lényegében egy- és kétburkolatúakra oszthatók, ami a kapcsolódó fogak geometriáját írja le. A csigakerekeket itt ismertetjük, működésükkel és gyakori alkalmazásaikkal együtt.

Hengeres csigakerekek

A csiga alapvető formája az evolvens fogasléc, amely a homlokfogaskerekeket hozza létre. A fogaslécfogak egyenes falúak, de amikor nyersfogaskerék-gyakorlatokon készítik őket, az evolvens homlokfogaskerék ismerős ívelt fogformáját hozzák létre. Ez a fogaslécfog-forma lényegében a csiga teste köré tekeredik. Az illeszkedő csigakerék áll belőleferde fogaskerékA fogak olyan szögben vágottak, amely megegyezik a csigafog szögével. Az igazi sarkantyú alak csak a kerék középső részén jelentkezik, mivel a fogak görbülnek, hogy beborítsák a csigát. Az összekapcsolódó működés hasonló a fogaskereket hajtó fogasléc működéséhez, azzal a különbséggel, hogy a fogasléc haladó mozgását a csiga forgó mozgása helyettesíti. A kerékfogak görbületét néha „torkúnak” nevezik.

A csigáknak legalább egy, de legfeljebb négy (vagy több) menetük vagy beindulásuk van. Minden menet a csigakerék egy fogához kapcsolódik, amelynek sokkal több foga van és sokkal nagyobb átmérője, mint magának a csigának. A csigák mindkét irányban foroghatnak. A csigakerekeknek általában legalább 24 foguk van, és a csigamenetek és a kerékfogak összege általában nagyobb, mint 40. A csigák közvetlenül a tengelyen vagy külön is elkészíthetők, és később a tengelyre csúsztathatók.
Sok csigahajtású reduktor elméletileg önzáró, azaz a csigakerék nem képes hátrafelé hajtani őket, ami sok esetben előnyös, például emeléskor. Ahol a hátrafelé hajtás a kívánt jellemző, a csiga és a kerék geometriáját ennek megfelelően lehet módosítani (ami gyakran többszöri indítást igényel).
A csiga és a kerék sebességarányát a kerékfogak számának és a csigamenetek aránya határozza meg (nem az átmérőjük).
Mivel a csiga viszonylag jobban kopik, mint a kerék, gyakran eltérő anyagokat használnak mindkettőhöz, például egy edzett acél csiga, amely egy bronzkereket hajt. Műanyag csigakerekek is kaphatók.

Egy- és kétburkolatú csigahajtóművek

A burkolás azt jelenti, hogy a csigakerék fogai részben a csiga, vagy a csigafogak részben a kerék köré tekerednek. Ez nagyobb érintkezési felületet biztosít. Az egyetlen burkolást alkalmazó csigakerék hengeres csigát használ, amely a kerék torkolatú fogaihoz kapcsolódik.
A még nagyobb fogérintkezési felület elérése érdekében néha magát a csigát is torkolattal látják el – homokóra alakúra –, hogy illeszkedjen a csigakerék görbületéhez. Ez az elrendezés a csiga gondos axiális pozicionálását igényli. A dupla burkolatú csigakerekek megmunkálása bonyolult, és kevesebb alkalmazási területtel rendelkeznek, mint az egy burkolatúak. A megmunkálás fejlődése a dupla burkolatú kialakításokat praktikusabbá tette, mint a múltban.
A kereszttengelyes ferde fogaskerekeket néha nem burkolt csigakerekeknek is nevezik. Egy repülőgép-szorító valószínűleg nem burkolt kialakítású.

Alkalmazások

A csigahajtású reduktorok gyakori alkalmazása a szállítószalag-hajtások, mivel a szíj viszonylag lassan mozog a motorhoz képest, ami a nagy áttételű redukciót teszi szükségessé. A csigakeréken keresztüli visszahajtással szembeni ellenállás felhasználható a szíj visszafordulásának megakadályozására, amikor a szállítószalag megáll. További gyakori alkalmazások a szelepmozgatók, emelők és körfűrészek. Néha indexeléshez vagy precíziós hajtásként használják teleszkópokhoz és más műszerekhez.
A csigahajtások esetében a hő aggodalomra ad okot, mivel a mozgás lényegében csúszásból áll, hasonlóan egy anya csavaron. Egy szelepmozgató esetében a munkaciklus valószínűleg szakaszos, és a hő valószínűleg könnyen eloszlik a ritka műveletek között. Egy szállítószalag-hajtás esetében, amely esetleg folyamatos működéssel jár, a hő nagy szerepet játszik a tervezési számításokban. Ezenkívül speciális kenőanyagok használata ajánlott a csigahajtásokhoz a fogak közötti nagy nyomás, valamint a különböző csiga- és kerékanyagok közötti berágódás lehetősége miatt. A csigahajtások házait gyakran hűtőbordákkal látják el, hogy eloszlassák a hőt az olajból. Szinte bármilyen mértékű hűtés elérhető, így a csigahajtások hőtényezői figyelembe vehetők, de nem korlátozó tényezők. Az olajok hatékony működése érdekében általában ajánlott, hogy a hőmérsékletük 200°F alatt maradjon.
A visszahajtás előfordulhat vagy nem, mivel nemcsak a spirálszögektől függ, hanem más, kevésbé számszerűsíthető tényezőktől is, mint például a súrlódás és a rezgés. Annak biztosítása érdekében, hogy mindig bekövetkezzen, vagy soha ne, a csigahajtás tervezőjének olyan spirálszögeket kell választania, amelyek vagy elég meredekek, vagy elég laposak ahhoz, hogy felülírják ezeket az egyéb változókat. Az óvatos tervezés gyakran azt javasolja, hogy redundáns fékezést építsenek be önzáró hajtásokba, ahol a biztonság forog kockán.
A csigahajtások házzal és fogaskerék-készlettel is kaphatók. Egyes egységek integrált szervomotorral vagy többsebességes kivitelben is beszerezhetők.
Nagy pontosságú redukciókat igénylő alkalmazásokhoz speciális precíziós csiga- és holtjátékmentes változatok állnak rendelkezésre. Egyes gyártók nagy sebességű változatokat is forgalmaznak.