hammaspyöräjärjestelmään

Hammaspyöräjärjestelmä on mekaninen kokoonpano, jossa useat hammaspyörät ovat kosketuksissa toisiinsa ja välittävät pyörimisliikettä sekä vääntömomenttia. Tällaisen järjestelmän avulla voidaan muuntaa nopeutta ja vääntöä sekä suunnata liikeakselit oikeaan suuntaan. Järjestelmän ominaisuudet riippuvat hammaspyörien lukumäärästä, hampaiden muodoista ja siitä, miten pyörät on yhdistetty toisiinsa.

Toiminnan perusta on kosketus: kun syöttöakselin hammaspyörä pyörii, siitä kosketukseen tulee seuraava hammaspyörä, ja niin edelleen. Yksinkertaisessa hammaspyöräjärjestelmässä kiertonopeus ja vääntömomentti määräytyvät hammaspyörien lukumäärien suhteesta. Yleisessä muodossa kierrosten suhde on ω_out/ω_in = - z_in/z_out, ja kokonaisvaikutus voidaan saavuttaa useamman vaiheen sarjassa, jolloin vaikutus on kumulatiivinen. Merkkisymboli negatiivisuus osoittaa suunnan muutosta meshan tarkoituksessa.

Käytännössä on useita konfiguraatioita. Yksinkertaisessa hammaspyöräjärjestelmässä on useita pyöriä eri holkeilla akselien välissä. Kompakti ja suuria vähennyskerroksia mahdollistava rakenne on kytkettyjen pyörien yhdistelmistä koostuva compound-verkko. Epicyclic (planetaarinen) järjestelmä käyttää auringasetta, planeettoja ja rengaspyörää, ja sitä käytetään usein automaattisissa vaihteistoissa sekä tilankäynnissä.

Suunnittelussa on huomioitava hampaiden geometrian ja materiaalin valinta, hihanteiden muoto (yleinen involuuttinen profiili), öljyys/voitelu sekä toleranssit ja palautus. Tavoitteena on minimoida kitka ja kuluminen sekä hallita keskietäisyyksiä ja tehokkuutta. Hammaspyöräjärjestelmiä sovelletaan laajasti ajoneuvoissa, teollisuuslaitteissa, kellosepätyökaluissa sekä robotiikassa.