Charakterystyka koła zębatego

Podstawowym elementem każdej przekładni jest koło zębate. Celem jego działania jest wprawienie w ruch danego elementu. Koło zębate to takie, którego zęby lub nacięcia są obrobione na obwodzie. Może ono zazębiać się z zębami innego koła zębatego, tworząc podstawową maszynę. Istnieje wiele typów maszyn, które działają za pomocą kół zębatych i mechanicznych zespołów napędowych. Przykładem mogą być skrzynie biegów czy zegarki. Kiedy jedno koło zębate zazębia się z drugim, tworzy maszynę zdolną do zwiększania lub zmniejszania mocy mechanicznej. Ta zdolność do zmiany jest znana jako przełożenie.

Mechanizm działania koła zębatego

koło zębateWspółczynnik określa moc mechaniczną lub pomnożenie wytworzone przez dwa koła zębate. Przełożenie pochodzi z biegów na każdym kole zębatym. Kiedy jeden bieg obraca się o cztery pełne obroty, podczas gdy drugi bieg z siatką obraca tylko jeden obrót, mówi się, że ma przełożenie 4:1. Dyskutując o przełożeniach samochodowej osi napędowej – jeżeli wałek napędowy obraca zębnikiem cztery pełne obroty, a koło koronowe obraca opony w ilości 10 pełnych obrotów, mówi się, że ma przełożenie 4:10. Pierwsze koła zębate były wykorzystywane już w czasach starożytnych. To dzięki temu wynalazkowi nastąpił dynamiczny rozwój cywilizacji. Technologia kół zębatych była stosowana przez kolejne stulecia i dziś nadal cieszy się ogromną popularnością. Koło zębate umożliwia maszynom wykonywanie zadań, które nie byłyby możliwe przy użyciu wyjątkowej siły ludzi, a nawet koni. Koło zębate pozwala również maszynie na wytwarzanie funkcji wysokiej prędkości z wejściem niskiej prędkości poprzez zastosowanie zwielokrotnienia przełożenia. Wybierając odpowiednio dobrane koła zębate, wolną prędkość wejściową można przekształcić w wysoką prędkość wyjściową, a użytkownik może cieszyć się zaletami mocnego wentylatora, obracając uchwyt bardzo wolno. Przekładnia samochodowa jest doskonałym przykładem mnożenia biegów.

Podczas jazdy samochodem silnik pozostaje na dość powszechnym poziomie obrotów na minutę. Aby zwiększyć prędkość, układ kół zębatych skrzyni biegów zaczyna zmieniać kombinacje biegów lub zmiany biegów, a prędkość pojazdu wzrasta. Skrzynia biegów nadal zmienia kolejność blokowania różnych zestawów kombinacji kół zębatych, a pojazd zmienia wszystkie możliwe zmiany biegów, aby osiągnąć prędkość przelotową. Właściwe przełożenie skrzyni biegów pozwala pojazdowi pracować z prędkością w czasie jazdy, pozostając przy bardzo niskiej prędkości silnika. Odpowiada to za uzyskanie odpowiedniego przebiegu paliwa i utrzymanie trwałości silnika.