چرخ دنده چیست...؟

از آن زمان که انسان به وجود انرژی های نهفته در طبیعت مانند آب و باد پی برد به دنبال راه حلی برای انتقال و استفاده از آن بوده است . انسان های نخستین از وسایلی همچون چرخ ، ریسمان ، سطح شیبدار ، غلتک و ... برای این منظور استفاده می کرده اند اما با گذشت زمان و ظهور انواع مختلفی از انرژی لزوم ابزار جدید انتقال و تبدیل انرژی بیشتر حس شد .

با تکامل انقلاب صنعتی استفاده از چرخ های دندانه دار برای ایجاد درگیری و رانش قطعی ، ضمن حفظ نسبت سرعت ثابت رواج یافت که تحت اعمال بارهای حتی اندک لغزش داشته و لذا نسبت سرعت زاویه ای بین دو غلطک تغییر می یافت .

چرخ دنده ها یکی از بهترین گزینه ها برای انتقال حرکت مکانیکی دورانی با تماس و بدون لغزش هستند که از دیرباز نقش مهمی در صنعت داشته است . توانایی تغییر سرعت ، گشتاورهای پیچشی ، انتقال حرکت از محوری به محور دیگر ، تغییر زاویه محورها همراه با انتقال حرکت و به طور کلی انتقال نیرو با سرعت  ، اندازه و جهت دلخواه از مزیت های استثنایی این وسیله است .تنوع اندازه و طرح نیز در کاربرد چرخ دنده ها بسیار زیاد است . از چرخ دنده های بسیار کوچک در ساعت های مچی آنالوگ ، تا چرخ دنده های بسیار بزرگ در موتور کشتی های غول پیکر . این همه کاربرد متنوع و حساس نمایانگر اهمیت نقش بدون رقیب آنها در زندگی و صنعت است . امروزه در علم مکانیک چرخ دنده ها از اهمیت ویژه ای برخوردارند چنانکه در رشته های دانشگاهی این علم مباحث مستقلی را به خود اختصاص داده است . مسلماً شناخت و آگاهی کامل از شکل هندسی ، روابط سینماتیکی ، تحلیل نیرو ها و گشتاورهای وارد بر انواع چرخ دنده ها برای طراحی و ساخت یک قطعه صنعتی امری اجتناب ناپذیر است.

چرخ دنده ها قطعاتی از اجزای ماشین هستندکه میتواند فلزی یا غیر فلزی باشد که در سطوح های خاص آنها دنده هایی برای درگیری , حرکت ودر نتیجه انتقال نیرو ایجاد شده است در حقیقت چرخ دنده ها , چرخ های اصطکاکی تکامل یافته ای هستند که برای جلوگیری از لغزش و اطمینان از یکنواختی حرکت نسبی دندانه به آنها اضافه شده است. چرخ دنده ها برای انتقال قدرت بکار می روند مانند گیربکس ماشین و غالب دستگاه های صنعتی  و در بعضی موارد برای کنترل بکار می روند . چرخ دنده ها در بسیاری از وسایل مکا نیکی استفاده می شوند .آنها کارهای متفاوت بسیاری انجام می دهند ولی مهمترین آن کاهش دنده در تجهیزات موتوری است . این نقشی کلیدی است زیرا اغلب یک موتور کوچک چرخان با سرعت زیاد می تواند قدرت کافی برای وسیله را تولید کند ولی گشتاور کافی را نمی‌تواند. بعنوان مثال پیچ گوشتی الکتریکی دنده کاهشی بسیار بزرگی دارد زیرا که نیاز به گشتاور پیچشی زیادی برای پیچاندن پیچ دارد . ولی موتور فقط مقدار کمی گشتاور در سرعت بالا تولید می کند .با دنده کاهشی سرعت خروجی کاهش اما گشتاور افزایش می یابد . کار دیگری که چرخ دنده ها انجام می دهند تنظیم کردن جهت چرخش است . بعنوان نمونه در دیفرانسیل بین چرخ های عقب اتومبیل شما قدرت بوسیله میل محوری که به مرکز اتومبیل متصل است منتقل می شود و دیفرانسیل باید ۹۰ درجه نیرو را بچرخاند تا در چرخها بکار برد.