מה זה גלגלי שיניים?

גלגלי שיניים, או גלגלי שיניים, הם אחד המצאות המכניות העתיקות והחשובות ביותר בהיסטוריה. הם רכיבים מכניים שמכילים שיניים בצורות שונות על פני ההיקף שלהם, ומשמשים להעברת כוח, מהירות ותנועה בין צירים.

איך עובדים גלגלי שיניים?

גלגלי שיניים פועלים תמיד בזוגות או בקבוצות. כשהשן של גלגל אחד נכנסת לתוך השן של גלגל אחר, הם ננעלים זה בזה. כאשר גלגל אחד מסתובב, הוא דוחף את הגלגל השני ומסובב אותו בכיוון הנגדי. יחסי המהירות בין שני הגלגלים נקבעים על פי היחס בין מספר השיניים שלהם.

• שינוי מהירות: אם גלגל אחד עם 20 שיניים מסובב גלגל שני עם 40 שיניים, הגלגל השני יסתובב בחצי המהירות של הראשון, אך הכוח המועבר יהיה כפול (בהתאם לחוק שימור האנרגיה).
• שינוי כיוון: גלגל שיניים אחד מסובב את השני בכיוון ההפוך. כדי לשמור על אותו כיוון, ניתן להשתמש בגלגל שיניים שלישי (גלגל ביניים).
• שינוי ציר התנועה: ניתן להשתמש בגלגלי שיניים בעלי צורות שונות (כמו גלגלי שיניים חרוטיים) כדי להעביר תנועה בין צירים שאינם מקבילים, למשל, בזווית של 90 מעלות.

סוגים נפוצים של גלגלי שיניים:

ישנם סוגים רבים של גלגלי שיניים, שכל אחד מהם מותאם ליישום מסוים:

• גלגלי שיניים ישרים (Spur Gears): הסוג הפשוט והנפוץ ביותר. משמשים להעברת תנועה בין צירים מקבילים.
• גלגלי שיניים אלכסוניים (Helical Gears): בעלי שיניים בזווית. הם פועלים בצורה שקטה וחלקה יותר מאשר גלגלי שיניים ישרים ויכולים לשאת עומסים גדולים יותר.
• גלגלי שיניים חרוטיים (Bevel Gears): בצורת חרוט. משמשים להעברת תנועה בין צירים הנפגשים בזווית, לרוב 90 מעלות.
• גלגלי שיניים פלנטריים (Planetary Gears): מערכת מורכבת של גלגלים המסתובבים סביב ציר מרכזי. מאפשרים יחסי העברה גבוהים במיוחד בנפח קטן.

שימושים עיקריים:

גלגלי שיניים נמצאים כמעט בכל מכונה מורכבת:

• רכב: תיבות הילוכים, מנועים ומערכות היגוי.
• שעונים: מנגנוני שעונים מכניים מורכבים.
• מכונות תעשייתיות: מנופי הרמה, מערכות מסועים ומכונות ייצור.
• אופניים: מערכות הילוכים המאפשרות לרוכב לבחור את יחס הכוח והמהירות המתאימים.

גלגלי שיניים הם הלב הפועם של עולם המכניקה, והבסיס למכשירים רבים שבלעדיהם חיינו היו נראים אחרת לגמרי.