GRONDBEGINSELEN VANDE TRANSMISSIELEER - ECMD

2.3 DE TANDWIELOVERBRENGING
2.3.1 Definitie en soorten
Een tandwiel is een van een vertanding voorzien overbrengingslichaam, draaiend om
een ashartlijn. Een tandwiel komt altijd in combinatie met een ander tandwiel voor.
Zij vormen
. .
pnnclpe.
samen een tandwielstelsel, waarvan de werking berust op het hefboomr
I
\ {'nt'~ G ~ n r r r c"ll'" Ó
Het doel van een tandwielstelsel is het overbrengen van de rotatie van de ingaande of
aandrijven de as op de uitgaande of aangedreven as, vandaar dat men dergelijke syste- '
men indeelt onder de groep van R-R-overbrengingen (zie hoofdstuk 4). Meestal
streeft men tevens naar een verandering van het koppel en de rotatiefrequentie.
Wordt zo'n stelsel gebruikt voor een verlaging van de rotatiefrequentie, dan spreekt
men van een tandwielreductie. Het kleine, aandrijvende tandwiel wordt dan een
rondsel of in het geval van een kegeltandwielstelsel (zie verderop) een pignon (het
Franse woord voor '(klein) tandwiel') genoemd. Bij een dergelijk enkelvoudig tandwielstelsel
treedt ook steeds een omkering van de draairichting op. Wil men dit voorkomen,
dan moet een derde tandwiel worden toegevoegd, zodat een meervoudig
tandwielstelsel ontstaat.
Beide typen tandwielstelsels worden, uitgevoerd met verschillende overbrengingsverhoudingen,
tot een wisselbak of tandwieltransmissie samengevoegd, waardoor een
meertrapsoverbrenging ontstaat. Wordt in een dergelijke wisselbak een overbrengingstrap
zodanig geschakeld, dat de uitgaande as een hogere rotatiefrequentie heeft
als de ingaande as, dan is sprake van een versnelling. Een tandwielstelsel dat een
dergelijke versnelling bewerkstelligt wordt een overdrive genoemd. Worden de assen
zonder tussenkomst van tandwielen aan elkaar gekoppeld, dan zijn in- en uitgaande
rotatiefrequentie aan elkaar gelijk en spreekt men van een prise-directe (Frans voor
'directe ingrijping').
Het materiaal waaruit tandwielen worden vervaardigd is meestal metaal (gelegeerd
staal, in een enkele geval ook brons), maar er zijn ook kunststof tandwielen, zoals
voor de aandrijving van de nokkenas in de verbrandingsmotor (zie deel 7 van de
Steinbuch-serie) .
Voor- en nadelen
Ten opzichte van de ook tot de groep van R-R-overbrengingen behorende riem- en
kettingoverbrenging (zie 2.4) wordt aan de tandwieloverbrenging dikwijls de voorkeur
gegeven vanwege haar hoge krachtdichtheid, dat is de verhouding tussen de over
te brengen kracht en de massa of het volume van het systeem.
De hoge krachtdichtheid van de tandwieloverbrenging is mogelijk, doordat de bewegingen
slipvrij, door het inelkaargrijpen van tanden, plaatsvinden waardoor een van
de belasting onafhankelijke, constante overbrengingsverhouding mogelijk is.
Daaruit volgt, dat bij een gegeven over te brengen energie een compactere constructie
mogelijk is, een argument dat vooral in de personenautotechniek van belang is. Ook
het rendement van de tandwieloverbrenging is in het algemeen hoger.
Een tandwieloverbrenging heeft echter ook nadelen. Zo is door de starre askoppeling
(zie hoofdstuk 3) veelal het gebruik van extra elastische koppelingen in de assen vereist
om aansluitonnauwkeurigheden op te heffen en trillingen te dempen. Ook de
105