Ein Zahnrad ist eines mit Zähnen oder Kerben, die in seinen Umfang eingearbeitet sind. Das Zahnrad kann mit den Zähnen eines anderen Zahnrads kämmen, um eine Grundmaschine zu bilden. Getriebe, Uhren und viele andere Maschinentypen, die mit Hilfe von Zahnrädern und mechanischen Antriebsaggregaten arbeiten, verwenden Zahnräder.
Wenn ein Zahnrad mit einem anderen kämmt, entsteht eine Maschine, die ihre mechanische Leistung erhöhen oder verringern kann. Diese Änderungsmöglichkeit wird als Übersetzungsverhältnis bezeichnet. Das Verhältnis definiert die Menge an mechanischer Leistung oder Vervielfachung, die von den beiden Gängen erzeugt wird. Die Übersetzung ergibt sich aus den Gängen an jedem Zahnrad.
Wenn ein Zahnrad vier vollständige Umdrehungen dreht, während das andere kämmende Zahnrad nur eine Umdrehung dreht, spricht man von einem Übersetzungsverhältnis von 4:1. Wenn die Übersetzungsverhältnisse der Antriebsachsen von Kraftfahrzeugen erörtert werden, spricht man von einem Übersetzungsverhältnis von 10:4, wenn die Antriebswelle das Ritzel um vier volle Umdrehungen dreht und das Hohlrad die Reifen um 10 volle Umdrehungen dreht.
Zahnräder haben der Welt zum Fortschritt verholfen, indem sie die Fähigkeit zum Schaffen unterstützt haben. Die Kraft einer einzelnen Person kann mit dem richtigen Übersetzungsverhältnis einer Maschine, die Zahnräder verwendet, auf die Kraft von Hunderten von Personen gesteigert werden. Das Zahnrad ermöglicht es Maschinen, Aufgaben auszuführen und zu erfüllen, die mit der einzigartigen Kraft von Menschen oder sogar Pferden nicht möglich wären.
Das Zahnrad ermöglicht es einer Maschine auch, Hochgeschwindigkeitsfunktionen mit einem Niedergeschwindigkeitseingang zu erzeugen, indem die Übersetzungsverhältnisvervielfachung verwendet wird. Durch die Wahl der richtig dimensionierten Zahnräder kann eine langsame Eingangsdrehzahl in eine hohe Ausgangsdrehzahl umgewandelt werden und der Benutzer kann die Vorteile eines leistungsstarken Lüfters genießen, indem er einen Handgriff sehr langsam ankurbelt.
Ein Automobilgetriebe ist ein Paradebeispiel für die Übersetzung von Gängen. Während ein Automobil arbeitet, bleibt der Motor auf einem ziemlich üblichen Drehzahlniveau (U/min). Um die Geschwindigkeit zu erhöhen, beginnt das Getriebezahnradsystem, Gangkombinationen zu wechseln oder Gänge zu wechseln, und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht sich. Das Getriebe ändert weiterhin die Reihenfolge, in der die verschiedenen Sätze von Zahnradkombinationen ineinandergreifen und das Fahrzeug schaltet durch alle möglichen Gangwechsel, um eine Reisegeschwindigkeit zu erreichen.
Das richtige Übersetzungsverhältnis im Getriebe ermöglicht es dem Fahrzeug, mit Autobahngeschwindigkeit zu fahren, während es bei einer sehr niedrigen Motordrehzahl bleibt. Dies ist dafür verantwortlich, einen angemessenen Kraftstoffverbrauch zu erzielen und die Haltbarkeit des Motors zu erhalten.