Co to jest wałek zębaty?

W najistotniejszej postaci koła są okrągłymi zębatymi urządzeniami umożliwiającymi przekształcenie prędkości obrotowej silnika w moment obrotowy. Koła zębate są zamontowane na wale przekładniowym lub stanowią jego część. Wiele bardziej powszechnych kół zębatych będzie miało otwór pośrodku, znany jako otwór, przez który jest montowany wałek zębaty. Gdy wałek zębaty się obraca, koło zębate również się obraca.

Zasadniczo wałek przekładniowy jest osią koła zębatego, zapewniając obrót, który umożliwia sprzęgnięcie jednego z kół zębatych i obrócenie drugiego. Proces ten jest często znany jako redukcja biegów i jest niezbędny do przeniesienia mocy z silnika na mechanizm napędowy. Konwersja prędkości obrotowej silnika na moment obrotowy zapewnia siłę napędową, na przykład koła samochodu. Poprzez koła zębate i wały w samochodowej skrzyni biegów silnik jest w stanie pracować ze stałą prędkością, podczas gdy koła automatyczne mogą jeździć szybciej lub wolniej, a nawet do tyłu, wykorzystując ten sam kierunek i prędkość obrotową silnika.

Koło zamachowe zwykłego silnika samochodowego jest połączone z wałem zębatym mocującym wiele różnych rozmiarów kół zębatych. Dzięki poziomemu ruchowi wału zębatego te główne koła zębate są włączane i odłączane od innych większych i mniejszych kół zębatych, również zamontowanych na wałkach zębatych. Również wał napędowy, który dostarcza moc z przekładni w samochodowej skrzyni biegów na oś i na koła napędowe, jest bardzo częstym przykładem wału przekładniowego.

Wały zębate mogą również zawierać zęby zębate zintegrowane z wałem, stając się w ten sposób zębatką wału. Takie wały zębate z zębatką na każdym końcu nazywane są zębatkami wału krzyżowego. Koła zębate stożkowe i koła zębate spiralne są krzyżującymi się kołami zębatymi wału. Dobrym przykładem tego rodzaju przekładni jest wirnik śmigłowca. Pionowe przecinające się koło zębate wału z silnika sprzęga jedno lub więcej poziomych kół zębatych wału w celu obracania wirników.

Ta sama zasada dotyczy samochodu. Wał napędowy jest często wałem zębatym po stronie przekładni i przecinającym się kołem zębatym wału po stronie różnicowej. Ta konfiguracja umożliwia przekształcenie ruchu pionowego w ruch poziomy.

Niektóre różne typy wałów zębatych to wały mimośrodowe, wały sprzęgłowe, wały wielowypustowe i wały klinowe. Wały zębate stosowane w ciężkich warunkach będą najprawdopodobniej wykonane z wytrzymałego metalu. Innymi materiałami używanymi do produkcji wałków przekładni są miedziane aluminium i plastik. Oryginalny wał zębaty, powszechnie spotykany w średniowiecznej ściernicy, został wykonany z drewna.