Tandwielassen begrijpen: rol, functie en belang in tandwielsystemen

In hun meest essentiële vorm zijn tandwielen ronde, getande apparaten die de omzetting van motorsnelheid in koppel mogelijk maken. Tandwielen zijn gemonteerd op, of maken deel uit van, een tandwielas. Veel van de meer gangbare tandwielen hebben een gat in het midden, een boorgat, doorheen welke de tandwielas wordt gemonteerd. Wanneer de tandwielas roteert, roteert het tandwiel ook.

Essentieel is de tandwielas de as van het tandwiel, die de rotatie levert die het mogelijk maakt dat één tandwiel met een ander ingaat en dit omdraait. Het proces staat vaak bekend als tandwielreductie en is essentieel voor het overdragen van pk van motor naar aandrijfmechanisme. De omzetting van motorsnelheid in koppel is wat de aandrijvende kracht levert die bijvoorbeeld de wielen van een auto aandrijft. Door de tandwielen en assen in een autotransmissie kan de motor op een constante snelheid draaien, terwijl de autorijden sneller of langzamer, of zelfs achteruit, kunnen rijden, met dezelfde motorrotatierichting en -snelheid.

Het volante van een gewone automotor is verbonden met een tandwielas waarop een aantal verschillende grote tandwielen gemonteerd zijn. Door horizontale beweging van de as worden deze hoofdtandwielen in- en uitgeschakeld met andere grotere en kleinere tandwielen, ook op tandwielassen gemonteerd. Ook de aandrijfas, die kracht levert van de tandwielen in een autotransmissie naar de as en weiter naar de aandrijfwielen, is een heel veelvoorkomend voorbeeld van een tandwielas.

Tandwielassen kunnen ook tandtanden geïntegreerd in de as bevatten, waardoor ze een astandwiel worden. Zulk assen met tanding aan beide uiteinden heten snijende astandwielen. Keegeltandwielen en spiraaltandwielen zijn snijende astandwielen. Een goed voorbeeld van dit type tandwielwerk is een helikopterrotor. Een verticale snijende astandwiel van de motor koppelt een of meer horizontale astandwielen om de rotoren te doen draaien.

Hetzelfde principe geldt voor een auto. De aandrijfas is vaak een as aan het transmissie-einde, en een snijende astandwiel aan het differentieel-einde. Deze configuratie stelt verticale beweging om te zetten in horizontale beweging.

Sommige verschillende typen tandwielassen zijn: excentrische assen, koppel-tandwielassen, gespleten assen, en nokassen. Tandwielen in zware toepassingen worden waarschijnlijk van stevig metaal gemaakt. Andere materialen: koper, aluminium en plastic. De oorspronkelijke tandwielas, vaak gevonden bij de middeleeuwse maalsteen, was van hout.