Kugghjul

Kugghjulen är en utveckling av hjulet. Kugghjulet har ett antal kuggar, små kilar som i in tur är små lutande plan. Deras vanligaste uppgift är att överföra rörelseenergi mellan roterande axlar.

Kugghjulen tillverkar man i olika storlek för att sedan kunna använda sig av mekanikens gyllene regel. Lång väg och mindre kraft. Kugghjulen förekommer bland annat i urverk och andra maskiner. kugghjul kallas i vissa fall även för drev, pinjong eller kuggkrans.

Med en kuggrem/kedja kan kugghjul med olika antal kuggar användas för utväxling, exempelvis i drivlinan på en cykel. På en cykel använder man sig av större och mindre kugghjul för att underlätta cyklingen. Ett stort drev fram och litet bak kan ju betyda att du trampar ett varv och bakre drevet snurrar tre varv och då cyklar du bekvämt framåt. Skall det då gå lätt i uppförsbacken kan du behöva växla till ett stort drev bak och det blir ett varv fram och ett varv bak.

KUGGHJUL

Kugghjul, liksom också skivor som är kopplade till varandra med remmar, överför rörelse från det ställe där rörelsen alstras till det ställe där den behövs. Kugghjulen kan vara kopplade till varandra med en kedja, liksom i en cykel, men i huvudsak griper de in i varandra parvis. Det ena hjulet är vanligen större än det andra. Då hjulen har olika storlek roterar de med olika hastighet, vilket gör att man med hjälp av dem kan öka en kraft eller en hastighet samt ändra en rörelses riktning.

DRIVANDE HJUL

En kraftkälla, till exempel en motor, driver runt ett kugghjul, som i sin tur överför rörelsen till ett annat kugghjul, det vill säga det drivna hjulet. Det drivande hjulet och det drivna hjulet roterar i olika riktningar.

HJUL SOM KASTAR OM RIKTNINGEN

Om man önskar, att det drivande hjulet och det drivna hjulet skall rotera åt samma håll, måste man mellan dem placera ett hjälphjul som kastar om riktningen. Hjälphjulets storlek har ingen inverkan på rotationshastigheten hos det drivna hjulet.

LÅG UTVÄXLING

När det drivande hjulet är mindre än det drivna hjulet, har man att göra med en låg utväxling. När det drivande hjulet är litet, måste det rotera flera varv för att få det drivna hjulet att rotera ett varv. Hastigheten blir då mindre, men kraften blir större. En sådan utväxling krävs till exempel för rotation med tung belastning.

HÖG UTVÄXLING

När det drivande hjulet är större än det drivna hjulet, har man att göra med en hög utväxling. När det drivande hjulet är stort, roterar det drivna hjulet flera varv under den tid det tar för det drivande hjulet att rotera ett varv. En sådan utväxling används, när man vill öka hastigheten, men belastningen är då relativt liten.

UTVÄXLINGSFÖRHÅLLANDE

Utväxlingsförhållandet anger hur stort det drivna hjulet är (antalet kuggar) i förhållande till det drivande hjulet. Om till exempel det drivna hjulet har 42 kuggar och det drivande hjulet 7 kuggar, så är utväxlingsförhållandet 6 : 1 (sex till ett), eftersom 42 : 7 = 6 : 1.

OLIKA TYPER AV KUGGHJUL

Det finns fyra olika grundtyper av kugghjul. De kan för överföring av kraft och rörelse kopplas ihop på många olika sätt också i komplicerade maskiner.

CYLINDRISKA KUGGHJUL

Cylindriska kugghjul är kopplade i jämbredd och överför kraft mellan två parallella axlar. Cylindriska kugghjul roterar alltid i motsatta riktningar.

KONISKA KUGGHJUL

Med hjälp av koniska kugghjul kan man ändra vinkeln mellan roterande axlar.

SKRUVVÄXLAR

En skruvväxel består av en evighetsskruv, som samarbetar med ett kugghjul på en axel som står vinkelrätt mot evighetsskruvens axel. Skruvväxlarna ger alltid större kraftverkan men minskar hastigheten.

KUGGSTÅNG

Kuggstången är en med kuggar försedd rak stång som samarbetar med ett cylindriskt kugghjul. På detta sätt kan man överföra en rotationsrörelse till en rätlinjig rörelse men också tvärtom.