Tandhjul

Et tandhjul er en rund skive med tænder langs kanten, som passer sammen med et andet tandhjul og danner et tandhjulspar. Tandhjul bruges til at overføre bevægelse og drejningsmoment mellem roterende aksler og til at ændre hastighed, drejningsvinkel og drejningsretning i en mekanisk forbindelse.

Når to tandhjul mødes, ændres hastighed og drejningsmoment i forhold til antallet af tænder på hvert hjul. Gearforholdet betegnes ofte som i = z2/z1, hvor z1 og z2 er antallet af tænder på første og andet hjul. Hvis z2 > z1, nedsættes hastigheden og øges drejningsmoment; hvis z2 < z1, øges hastigheden og mindskes drejningsmoment. Retningen ændres også i et tandhjulspar, der ikke sidder fast i en vinkelforskel.

Typer af tandhjul inkluderer lige tænder (spur-tandhjul), som er mest udbredte og giver effektiv kraftoverførsel ved rette indgang. Skrå tænder (spiral) fordeler belastningen bedre og giver mere jævn og støjsvag transmission ved højere hastigheder. Koniske tandhjul ændrer retningen mellem aksler, der mødes i en vinkel, mens planetgearsæt bruges til kompakt og effektiv transmission i mange maskiner og køretøjer.

Geometrien bestemmes af modul m og antallet af tænder. Tandhjulsdiameteren er d = mz, og centerafstanden mellem to tandhjul i et par er cirka a = m(z1+z2)/2. Tænderne følger ofte en involutprofil og en fast tandvinkel, hvilket sikrer ensartet kontakt og god belastningsfordeling.

Materialer inkluderer normalt stål eller legeringer til krævende belastninger, samt plast eller bronze til mindre krævende eller støjsvage applikationer. Smøring og korrekt justering af afstand og akse er afgørende for holdbarhed og effektivitet. Anvendelser spænder fra industrielt maskineri og køretøjer til cykler og ure.