tandwielstelsel

Een tandwielstelsel is een mechanische constructie waarin twee of meer draaiende tandwielen in elkaar grijpen om rotatie en koppel van een as naar een andere over te brengen. De tanden buigen zich over de pitchcirkel van elk tandwiel en zorgen voor een continue aandrijving zonder slip. Een tandwielstelsel bestaat uit assen, tandwielen en meestal bevestigingspunten, en kan uit meerdere tandwielen bestaan in series of in meerdere maten parallel.

Bij elk tandwiel is het aantal tanden Z, de pitch diameter d en de module m van belang. De overbrengingsverhouding i tussen twee meshing tandwielen is i = Z2/Z1 en bepaalt hoe snelheden en krachten zich verdelen: ω1/ω2 = Z2/Z1 en T2/T1 = Z1/Z2 (rekening houdend met verliezen). De afstand tussen de assen (center distance) is afgerond via a = (d1 + d2)/2 = m/2 (Z1 + Z2). De pitch diameter geldt als d = m·Z en de module m geeft de grootte van de tanden aan.

Typen tandwielen omvatten spur/ere tandwielen (rechte tanden), schuine tandwielen en kegellagers (bijv. beveltandwielen). Een tandwielstelsel kan bestaan uit een enkel paar, een compound gear train met meerdere schijven, of meer complexe verhoudingen in kunststof of metaal, afhankelijk van de toepassing.

Toepassingen zijn onder meer fietsen, klokken, auto transmissies, robotiques en industriële machines. Belangrijke ontwerpkeuzes betreffen materiaal, smering, belasting, efficiëntie en warmteafvoer. Een goed ontworpen tandwielstelsel balanceert sterkte, wrijving en duurzaamheid.