В своей наиболее существенной форме шестерни представляют собой круглые зубчатые устройства, позволяющие преобразовывать скорость двигателя в крутящий момент. Шестерни либо установлены на валу шестерни, либо являются его частью. Многие из наиболее распространенных шестерен имеют отверстие в центре, известное как отверстие, через которое проходит вал шестерни. При вращении вала шестерни вращается и шестерня.
По сути, зубчатый вал — это ось шестерни, обеспечивающая вращение, при котором одна шестерня входит в зацепление с и повернуть другую. Этот процесс часто называют редуктором, и он необходим для передачи мощности от двигателя к приводному механизму. Преобразование частоты вращения двигателя в крутящий момент обеспечивает движущую силу, приводящую в действие, например, колеса автомобиля. Через шестерни и валы автомобильной трансмиссии двигатель может работать с постоянной скоростью, в то время как автоматические колеса могут вращаться быстрее или медленнее или даже в обратном направлении, используя одно и то же направление вращения и скорость двигателя.
маховик обычного автомобильного двигателя соединен с зубчатым валом, на котором установлено несколько шестерен разного размера. Благодаря горизонтальному перемещению вала эти главные шестерни входят в зацепление и расцепляются с другими большими и меньшими шестернями, также установленными на валах шестерен. Кроме того, приводной вал, который передает мощность от зубчатой передачи автомобильной трансмиссии на ось. а на ведущие колеса — один из очень распространенных примеров зубчатого вала.
Зубчатые валы также могут содержать зубья шестерни, встроенные в вал, таким образом становясь шестерней вала. Такие валы с зацеплением на каждом конце называются шестернями с пересекающимися валами. Конические зубчатые колеса и спиральные зубчатые колеса представляют собой шестерни с пересекающимися валами. Хорошим примером этого типа передачи является винт вертолета. Шестерня с вертикальным пересекающимся валом от двигателя входит в зацепление с одной или несколькими шестернями с горизонтальным валом для вращения роторов.
Тот же принцип применим и к автомобилю. Приводной вал часто представляет собой вал на конце трансмиссии и шестерню с пересекающимся валом на конце дифференциала. Эта конфигурация позволяет преобразовывать вертикальное движение в горизонтальное.
Некоторые различные типы зубчатых валов представляют собой эксцентриковые валы, валы с муфтой, шлицевые валы и шпоночные валы. Шестерни, используемые в тяжелых условиях, скорее всего, будут изготовлены из прочного металла. Другими материалами, используемыми для изготовления этих валов, являются медь алюминий и пластик. Оригинальный зубчатый вал, обычно встречающийся в средневековых шлифовальном круге, был сделан из дерева.
