Hammaspyörä
mekaanisen voimansiirtolaitteen osa / From Wikipedia, the free encyclopedia
Hammaspyörä eli hammasratas on mekaanisen voimansiirtolaitteen osa, jonka avulla pyörivä liike voidaan siirtää akselilta toiselle tai muuttaa suoraviivaiseksi liikkeeksi. Hammaspyörässä on tasavälein poikittaisia tai viistoja harjanteita, joita kutsutaan hampaiksi. Hampaat vastaavat toisen hammaspyörän tai hammastangon hampaisiin ja välittävät siten voiman ja liikkeen kone-elimestä toiseen. Kun kaksi eri akseleilla olevaa hammasratasta on hampaidensa kautta yhteydessä toisiinsa, sanotaan, että ne ovat rynnössä.
Hammaspyörien koko vaihtelee käyttötarkoituksen mukaan: suurimmat ovat halkaisijaltaan useita metrejä. Pienehköjä hammaspyöriä on esimerkiksi mekaanisissa rannekellokoneistoissa ja tarkkuusmittavälineissä. Hammaspyöriä käytetään paljon ajoneuvojen vaihteistoissa ja erilaisissa vaihteissa. Hammaspyörillä on helppo aikaansaada erisuuruisia välityssuhteita hammaslukuja ja samalla halkaisijoita muuttamalla.
Hammaspyörien avulla voidaan muuttaa pyörimisliikkeen nopeutta ja momenttia. Kun kaksi erikokoista hammaspyörää on rynnössä ja pyörii, pienemmän hammaspyörän pyörimisnopeus on suurempi kuin isomman hammaspyörän. Kun kaksi erikokoista hammaspyörää on rynnössä ja välittää voimaa, pienempään pyörään vaikuttaa pienempi momentti kuin suurempaan pyörään. Hammaspyörä välityksen avulla voidaan siis pienentää momenttia ja suurentaa nopeutta tai suurentaa momenttia ja pienentää nopeutta. Välityssuhde ilmaisee miten hammaspyörien momentit ja pyörimisnopeudet suhteutuvat toisiinsa. Esimerkiksi kun 20-hampainen hammasratas on rynnössä 60-hampaiseen hammasrattaaseen, 20-hampainen ratas pyörii kolminkertaisella nopeudella 60-hampaiseen verrattuna. Jos kyseisessä tilanteessa hammaspyörät välittävät voimaa, on 20-hampaisella rattaalla vaikuttava momentti yhden kolmasosan 60-hampaisella rattaalla vaikuttavasta momentista.
Rynnössä olevat hammaspyörät vaikuttavat toisiinsa yhtä suurella voimalla. Voimien vaikutuspisteet ovat kuitenkin hammaspyörien pyörimisakseleilta eri etäisyydellä, mikä aiheuttaa sen, että momentit ovat erisuuret.
Pyörimisliikkeen teho säilyy hammaspyörävälityksessä samana, jos häviöitä ei oteta huomioon.
Kun kaksi ulkopuolisesti hammastettua hammaspyörää laitetaan ryntöön, ne pyörivät eri suuntiin. Kun sisäpuolisesti ja ulkopuolisesti hammastettu pyörä laitetaan ryntöön, ne pyörivät samaan suuntaan.
Hammaspyöriä muistuttavat ketjupyörät ja hammashihnapyörät.