Czy zastanawiałeś się kiedyś, jaki wpływ ma zmiana biegów w samochodzie? Dlaczego zmieniając biegi kolejno coraz wyżej, możliwe jest osiągnięcie wyższych prędkości przy mniejszych obrotach silnika? Dzieje się to dzięki zespołowi kół zębatych, które tworzą skrzynię biegów w aucie.

Działanie kół zębatych

Elementy, które mogą przenosić moc przez obrót, przy relatywnie małych stratach transmisji nazywane są kołami zębatymi. Przeniesienie mocy oznacza, że dla jednego obrotu koła napędowego, koła zębate napędzane są obracane o określoną wartość. Koła zębate zawsze działają jako para; nigdy nie służą pojedynczo. Przekładnie służą do zmniejszania lub zwiększania prędkości. Na przykład w rowerze, koła zębate, za pomocą łańcucha, przejmują moc od pedałów do tylnego koła. Podobnie, w samochodzie, przekładnie przekazują moc z wału korbowego obracającej się osi, która pobiera moc z silnika do wału napędzającego pod samochodem, który ostatecznie napędza koła. Możesz mieć dowolną liczbę połączonych ze sobą przekładni, które mogą mieć różne kształty i rozmiary. Za każdym razem, gdy przekazujesz moc z jednego koła zębatego na drugie, możesz wykonać jedną z trzech czynności. Zwiększenie prędkości następuje, jeśli połączymy dwa biegi, a pierwszy ma więcej zębów niż drugi, drugi musi się obracać o wiele szybciej, aby nadążyć. Oznacza to, że drugie koło obraca się szybciej niż pierwsze, ale z mniejszą siłą. Zwiększenie siły występuje, jeśli drugie koło w parze kół zębatych ma więcej zębów niż pierwsze, zwalnia mniej niż pierwsze, ale z większą siłą. Zmiana kierunku jest trzecią czynnością, jaką mogą wykonać koła zębate. Dzieje się to gdy dwa biegi zazębiają się, a drugi obraca się w przeciwnym kierunku. Jeśli więc pierwszy obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, drugi musi obracać się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Istnieją również specjalnie ukształtowane koła zębate, aby siła maszyny obracała się pod kątem. Na przykład w samochodzie, mechanizm różnicowy używa stożkowego koła zębatego stożkowego do obracania mocy wału napędowego o 90 stopni i obracania tylnych kół.

Mechanika zawsze korzystała i zawsze będzie z takich mechanizmów jak koła zębate. Te elementy znane są od bardzo dawna, słyną z wytrzymałości, odporności na zużycie i prawidłowym działaniu maszyn przez lata. Warto wiedzieć, jak działają maszyny, takie jak samochód, z których korzystamy w życiu codziennym.