Hammaspyöräjärjestelmien

Hammaspyöräjärjestelmä, eli hammaspyörävälitys, on mekaanisen voimansiirron osa, joka muuttaa sisään tulevan pyörimisnopeuden ja vääntömomentin kahden tai useamman hammaspyörän välityksellä. Kun hampaat koskettavat toisiaan, voima siirtyy suoraan pyöriöiden välillä. Välityssuhde i määritellään yleensä siten, että i = Z_out / Z_in, missä Z_out on ulkoisen pyörän hampaiten lukumäärä ja Z_in sisääntulevan pyörän hampaiten lukumäärä. Tällöin ω_out = ω_in / i ja M_out ≈ i · M_in (häviöt omina).

Järjestelmän rakenteessa on useita tyyppejä. Yksinkertainen välitys koostuu kahdesta hammaspyörästä; monivaiheisissa välityksissä käytetään useita pyöriä peräkkäin tai päällekkäin halutun kokonaisvälityksen saavuttamiseksi. Planeettavälitys (planeettaväli) on yleinen ja kompaktin kokonsa vuoksi suosittu ratkaisu, jossa planeetta-pyörä kiertää kehämäisen kehää kiertävän pyörän ympäri ja lopullinen suhde saavutetaan ulko- tai sisäpyörän avulla. Välipyöränä (idler) käytetty pyörä voi muuttaa pyörimisnopeutta tai suuntaa ilman välityssuhteen muuttumista.

Suunnittelussa huomioidaan materiaalit, lämpökäsittely, toleranssit, kitka ja voitelu. Käyttöalueet vaihtelevat autojen voimansiirtoista, kellosepän soittoriittäviin kelloihin, teollisuuslaitoksiin sekä robotiikkaan. Hyötyinä ovat suuri vääntömomentti, laaja välityssuhde ja järjestelmän kompaktisuus, kun taas haittoja voivat olla kitka, ääni ja energiakato suhteessa toteutukseen.