Zahnräder
Zahnräder haben an ihrem Umfang Zähne und Zahnlücken. Sie greifen in ein weiteres Zahnradbauteil (Stange bzw. Rad) mit dazu passenden Zähnen ein und übertragen die Antriebs- bzw. Abtriebskraft formschlüssig. Die Eingriffspunkte sollen abrollen, um wenig Reibung sowie Verschleiß entstehen zu lassen. Daher gleicht die Form der Zahnflanke einer Zykloiden bzw. einer Evolventen. In den meisten Fällen, ist die Evolventenverzahnung vorzufinden. Um eine ruckfreie Drehung zweier zusammenarbeitenden Zahnräder zu erzielen, müssen stets mind. zwei Zähne in Eingriff stehen.
Zahnräder existieren seit der Antike. Im Jahr 1684 proklamierte der Astronom O. Rømer die Zykloïde als Zahnform und 1759 erfand Smeaton eine eigene Form, gefolgt von L. Euler, welcher die Evolvente schliesslich vorschlug. Ungefähr um 1820 entwickelte J. White die Spiralkegelräder und neun Jahre später Clavet die Zahnhobelmaschine.
Zahnräder werden insbesondere in Getrieben eingesetzt. Hierzu werden sie auf Achsen bzw. Wellen gelagert und so angebracht, dass ihre Zähne ineinander greifen und auf diese Weise die Drehbewegung des einen Zahnrades auf das andere übertragen wird. Hierbei wird die Drehrichtung umgekehrt. Sind die Zahnräder verschiedentlich gross, so kann entspr. die Drehzahl verringert oder erhöht werden, wobei das Drehmoment erhöht oder verringert wird. So können Zahnräder zudem der Übersetzung von Kräften sowie Geschwindigkeiten dienen. Die Zahneingriffsfrequenzen von Zahnrädern ergeben sich aus der Drehzahl x Anzahl der Zähne.
