Gearmekanik

Gear, maskinkomponent bestående af et tandhjul fastgjort til en roterende aksel. Gear arbejder parvis for at transmittere og ændre roterende bevægelse og drejningsmoment (drejekraft) uden at glide, idet tænderne på et tandhjul griber ind i tænderne på et parringsudstyr. Hvis tænderne på et par parrende gear er arrangeret på cirkler, dvs. hvis tandhjulene er tandhjul, er forholdene mellem akslerne og rotationshastighederne konstant. Hvis tænderne er arrangeret på ikke-cirkulære legemer, varierer hastigheden og drejningsmomentforholdene.

De fleste gear er cirkulære. For at overføre bevægelse jævnt og med et ikke-varierende hastighedsforhold på hvert øjeblik, skal gearfladernes kontaktflader formes omhyggeligt til en bestemt profil. Hvis det mindste af et gearpar (tandhjulet) er på drivakslen, fungerer parret for at reducere hastigheden og forstærke drejningsmomentet; hvis tandhjulet er på den drivende aksel, fungerer parret som en hastighedsforøger og en momentreducerende. Hvis det drevne gear har dobbelt så mange tænder som tandhjulet, for eksempel er drejningsmomentet til det drevne gear dobbelt så stort som tandhjulets drejningsmoment, medens tandhjulets hastighed er dobbelt så højt som det drevne gear.

Akslerne, som gearene forbinder, skal være relativt tæt, men de kan have praktisk taget ethvert rumligt forhold i forhold til hinanden; de kan være parallelle eller ikke-parallelle og krydsende eller ikke-vinterkrydsende. For hver af disse arrangementer af akslerne kan der laves gear, der har passende kapacitet. Parallelle aksler kan forbindes ved hjælp af tandhjul med tænder, der er lige i længderetningen og parallelt med skaftakslerne (tandhjul) eller med tandhjul med snoede, skruelignende tænder (skrueformede tandhjul). Krydsningsaksler er forbundet med gear med koniske tænder anbragt på afkortede kegler (skrå tandhjul). Ikke-parallelle, ikke-vinterdækkende aksler er normalt forbundet med en orm og gear. Ormen ligner en skrue, og gearet ligner et kvart sektion af en lang møtrik, der er bøjet omkring en cylinder. Den mest almindelige vinkel mellem ikke-parallelle aksler, enten krydsende eller ikke-vinterkrydset, er en ret vinkel (90 °).

Fordi det dybest set er en skrue, kan et ormegear kun have en gevind (tand), hvorimod tandhjulet skal have mindst fem tænder for at opretholde kontinuerlig kontakt med parallelle akselhjul (tandhjul). Af denne grund er en orm og gear velegnet til at opnå et stort hastighedsforhold i et enkelt gearpar. Hvis akslerne skal være parallelle, kan det være nødvendigt at bruge flere gearpar i serie (et tog) for at opnå et stort forhold. Se også differentielt gear.