Ein Zahnrad ist ein mechanisches Teil, das in Maschinenbaugruppen verwendet wird. Es wird auch als Zahnrad bezeichnet und ist ein wesentlicher Bestandteil vieler gängiger Geräte, einschließlich Automobilgetriebe. Der Körper des Zahnrads dreht sich wie ein Rad, und sein äußerer Rand ist mit Ausstülpungen versehen, die Zähne oder Zahnräder genannt werden; daher der Name Zahnrad. Diese Zahnräder ermöglichen es dem Zahnrad, Energie und Richtung auf die anderen Zahnräder in der Maschinenbaugruppe zu übertragen. Es ist ein grundlegender Teil, der den Betrieb von viel ausgeklügelteren Maschinen ermöglicht und als solcher oft metaphorisch auf Gegenstände oder Personen mit ähnlichen Funktionen angewendet wird.
Die Zähne eines Zahnrads sind so konstruiert, dass sie mit benachbarten Maschinenteilen zusammenwirken, die ähnliche Zähne tragen. Wenn Kraft angelegt wird, um das Zahnrad zum Drehen zu bringen, bewirken die Zahnräder, dass sich diese anderen Zahnräder je nach Konstruktion der Zähne ebenfalls in eine ähnliche oder entgegengesetzte Richtung drehen. Dieses mechanische Konzept ist seit Jahrtausenden bekannt. Solche Zahnräder sind im Antikythera-Mechanismus vorhanden, einem griechischen Astronomiegerät, das in einem antiken römischen Schiffswrack entdeckt wurde. Wissenschaftler glauben, dass das Gerät etwa 100 v. Chr. hergestellt wurde.
Während der industriellen Revolution des 18. Jahrhunderts wurde das Zahnrad zu einem wichtigen Bestandteil der technologischen Entwicklung. Große Maschinen verwendeten Zahnräder, um Fließbänder und andere Fabrikmaschinen anzutreiben. Transportgeräte wie Dampfschiffe, Züge und schließlich Flugzeuge und Autos verwendeten Zahnräder, um die Kraft von Motoren auf Räder und Rotoren zu übertragen. Kleine fein abgestimmte Zahnräder und Zahnräder wurden in Uhren, Taschenuhren und sogar frühen computerähnlichen Geräten verwendet.
Das Autogetriebe ist ein gutes Beispiel für die Funktionsweise eines Zahnrads. Ein solches Getriebe besteht eigentlich aus vielen ineinandergreifenden Zahnrädern. Das Primärzahnrad verwendet Energie vom Motor des Fahrzeugs, um seine Drehung anzutreiben. Es überträgt diese Drehung auf andere Zahnräder, die sich je nach Größe und Zähnezahl schneller oder langsamer drehen. Die langsamer drehenden Gänge werden verwendet, wenn das Fahrzeug wenig Beschleunigung benötigt, und das Getriebe kann für eine schnellere Fahrt in einen schnelleren oder höheren Gang geschaltet werden.
Dieses Prinzip wird in unterschiedlicher Komplexität in tausenden unterschiedlichen Maschinentypen angewendet. So hängen einige der fortschrittlichsten technologischen Geräte von einem einfachen Zahnrad ab, einer Maschine, die von den alten Griechen verstanden wurde. Dies hat zu Ausdrücken wie „Ich bin nur ein Zahnrad in einer Maschine“ geführt, was bedeutet, dass der Sprecher in einer großen Organisation oder einem Unternehmen eine unerkannte und möglicherweise ersetzbare Funktion hat. Der Ausdruck spielt die Bedeutung des Individuums herunter, aber ohne solche Zahnräder könnten die meisten Maschinen natürlich überhaupt nicht funktionieren.