Wat is een tandwiel?

Een tandwiel is een mechanisch onderdeel dat wordt gebruikt in machineassemblages. Het staat ook bekend als een tandwiel en is een essentieel onderdeel van veel gangbare apparaten, waaronder transmissies in auto's. Het lichaam van het tandwiel draait net als een wiel, en de buitenrand is bekleed met uitsteeksels die tanden of tandwielen worden genoemd; vandaar de naam tandrad. Met deze tandwielen kan het tandwiel energie en richting overbrengen naar de andere tandwielen in het machinesamenstel. Het is een basisonderdeel waarmee veel uitgebreidere machines kunnen werken en wordt als zodanig vaak metaforisch toegepast op objecten of mensen met vergelijkbare functies.

De tanden op een tandwiel zijn ontworpen om te interageren met aangrenzende machineonderdelen die soortgelijke tanden dragen. Wanneer kracht wordt toegepast om het tandwiel te laten draaien, zorgen de tandwielen ervoor dat deze andere tandwielen ook in een vergelijkbare of tegengestelde richting draaien, afhankelijk van het ontwerp van de tanden. Dit mechanische concept is al millennia bekend. Dergelijke tandwielen zijn aanwezig in het Antikythera-mechanisme, een Grieks astronomisch apparaat dat is ontdekt in een oud Romeins scheepswrak. Wetenschappers denken dat het apparaat in ongeveer 100 voor Christus is gemaakt.

Tijdens de industriële revolutie van de 18e eeuw werd het tandrad een belangrijk onderdeel van de ontwikkeling van technologie. Grote machines gebruikten tandwielen om assemblagelijnen en andere fabrieksmachines aan te drijven. Transportmiddelen zoals stoomboten, treinen en uiteindelijk vliegtuigen en auto's gebruikten tandwielen om het vermogen van motoren over te brengen naar wielen en rotoren. Kleine fijn afgestemde tandwielen en tandwielen werden gebruikt in klokken, zakhorloges en zelfs vroege computerachtige apparaten.

De autotransmissie is een goed voorbeeld van hoe een tandrad werkt. Een dergelijke transmissie is eigenlijk samengesteld uit vele in elkaar grijpende tandwielen. De primaire versnelling gebruikt energie van de motor van het voertuig om zijn rotatie aan te drijven. Het brengt deze rotatie over naar andere tandwielen, die sneller of langzamer draaien, afhankelijk van hun grootte en aantal tanden. De langzamer draaiende versnellingen worden gebruikt wanneer het voertuig weinig acceleratie nodig heeft, en de transmissie kan in een snellere of hogere versnelling worden geschakeld voor sneller rijden.

Dit principe wordt, in verschillende mate van complexiteit, toegepast in duizenden verschillende soorten machines. Sommige van de meest geavanceerde technologische apparaten zijn dus afhankelijk van een eenvoudig tandwiel, een machine die door de oude Grieken werd begrepen. Dit heeft geleid tot uitdrukkingen als "Ik ben maar een radertje in een machine", wat betekent dat de spreker een niet-herkende en mogelijk vervangbare functie heeft in een grote organisatie of bedrijf. De uitdrukking bagatelliseert het belang van het individu, maar zonder dergelijke tandwielen zouden de meeste machines natuurlijk helemaal niet kunnen functioneren.