Pierwsze rozważania na temat kształtu koła zębatego

Najstarszą formę koła zębatego znaleziono w starożytnym Egipcie, ok 300 roku p.n.e. Było to drewniane koło, w którego obwodzie rozciągnięto kołki. Wałek ten był już używany przez Asyryjczyków i został przejęty przez Egipcjan. Połączenie tych wałków za pomocą liny doprowadziło do znanego bloku wahadłowego. Bezpośrednie połączenie tych wałków było już wspominane przez Arystotelesa w 330 roku p.n.e., zabezpieczone użyciem kół zębatych z Czaplą Aleksandryjską, przekazanych przez Witruwiusza.

Wczesne przykłady zastosowania koła zębatego

koło zębate pod klinKtesibios używał pręta na swoim zegarze wodnym około 250 roku p.n.e., który był wyposażony w koła zębate, podobnie jak Philon z Bizancjum około 230 r. p.n.e. na dwóch aparatach z kołami zębatymi. Najważniejszym artefaktem dla użycia kół zębatych w starożytności jest mechanizm Antikythery z około 100 r. p.n.e. W Xi’an w muzeum historii prowincji Shaanxi pokazane jest żelazne koło zębate, prawdopodobnie sprzed około 2000 lat. Od IX wieku koła zębate były używane w młynach wodnych w Europie, a od XII wieku także w wiatrakach. W rękopisach Leonarda Da Vinci znajduje się około 1500 kół zębatych (m.in. koło zębate pod klin) w różnych zastosowaniach. Georgius Agricola po raz pierwszy wspomniał o użyciu żelaznych kół zębatych w 1556 roku w swoim dziele De re metallica libri XII. Na początku niewiele uwagi poświęcono odpowiedniemu kształtowi zębów. Według Christiaana Huygensa i Gottfrieda Wilhelma Leibniza, duński astronom Ole Rømer wykorzystał epi-cykloid jako formę zęba około 1674 roku. Prawdopodobnie wymyślił to, gdy budował swoje planetarium, np. Jovilabium w Academie des Sciences w Paryżu. Pierwsze dokładne badanie matematyczne tych kół zębatych opisał naukowiec Philippe de La Hire (1640-1718) około 1694 roku w „Traite des epicycloides” (opublikowanym w 1730 roku). Ten epicykloidalny kształt zębów zapewnia równomierny ruch kół zębatych przy równomiernym tarciu ślizgowym. Zostały one celowo włączone do pracy w zegarku. W 1759 roku John Smeaton opracował własną formę, a następnie Leonhard Euler, który w 1760 roku zaproponował mimowolną formę zęba (involute gearing).

Rozwój silnika parowego w XVIII wieku doprowadził do wzrostu zapotrzebowania na koła zębate, ponieważ moc przekazywana w sposób ciągły rosła, a koła zębate musiały być wykonane z metalu zamiast z drewna, jak dotychczas. W 1820 r. Joseph Woollams wynalazł przekładnię zębatą walcową i śledziową (podwójną walcową) (patent angielski nr 4477 z 20 czerwca 1820 r.). James White użył jej do zbudowania w 1824 r. przekładni różnicowej.

Pierwsze rozważania na temat kształtu koła zębatego
Przewiń do góry