Przekładnie zębate - historia, rozwój
Koła i przekładnie zębate stosowano już w starożytności (przed kilku tysiącami lat), jakkolwiek w prymitywnej postaci. Późniejsze wieki przyniosły tylko nieznaczny postęp w rozwoju kół i przekładni zębatych związany głównie z zegarmistrzostwem. Dopiero na przełomie 18 i 19 wieku n.e. przekładnie zębate nabrały większego znaczenia, gdy wynaleziono maszynę parową.
Dalszy rozwój przypadający na drugą połowę 19 stulecia n.e. wiąże się ściśle z wynalezieniem szybkoobrotowego silnika elektrycznego, turbiny parowej i samochodu. Chodziło tu o znaczną redukcję obrotów oraz o skrzynki przekładniowe (prędkości) mające na celu zmianę obrotów w szerokim zakresie.
Dopiero jednak powstanie odpowiednio dokładnych metod obróbki (na przełomie 19 i 20 wieku n. e.) oraz wynalezienie wysoko wydajnych materiałów narzędziowych (na początku 20 wieku n. e.) stało się punktem zwrotnym do gwałtownego rozwoju i zastosowania kół i przekładni zębatych.
Z wybitną pomocą przyszły rozważania na temat odtwarzania wzajemnie sprzężonych zarysów zębów na podstawie linii zazębienia przedstawionych przez Reuleaujta i oparte na nich dalsze dociekania innych uczonych. Stały się one podstawą do zrozumienia teorii zazębienia, zasad obróbki obwiedniowej i zagadnień pomiarowych.
Ten stały i ciągły rozwój oraz olbrzymią powszechność zawdzięczają przekładnie zębate przede wszystkim stałości (niezmienności) przełożenia. Drugim, równie ważnym czynnikiem jest to, że sprawność zazębienia dobrze wykonanej, właściwie zmontowanej i smarowanej przekładni jest bardzo duża, większa niż innych przekładni (mechanicznych, hydraulicznych, czy też elektrycznych). Poza tym należy stwierdzić, że skrzynka przekładniowa z kołami zębatymi ma niewielkie wymiary w porównaniu z innymi przekładniami do przenoszenia tej samej mocy.
Wskutek tych zalet przekładnie zębate znalazły zastosowanie niemal w każdym mechanizmie. Spotyka się je więc nie tylko w pojazdach mechanicznych, okrętach, samolotach, silnikach spalinowych i parowych, turbinach parowych i wodnych, dźwignicach i przenośnikach, młynach, obrabiarkach itp., lecz również w maszynach rolniczych (młocarniach, kieratach, sieczkarniach, kombajnach żniwnych itp.), a nawet w sprzętach użytku domowego (maglach, wyżymaczkach, maszynkach do krajania chleba itd.). Koła zębate znajdują również szerokie zastosowanie w zegarach i zegarkach, w aparaturze pomiarowej i automatycznej oraz wszelkiego rodzaju licznikach itd. Ta ostatnia grupa stanowi oddzielne zagadnienie związane z mechanizmami drobnymi (nie objętymi w niniejszej książce.)
Odbiciem postępu i miarą zainteresowania zagadnieniem kół i przekładni zębatych jest niezliczona ilość artykułów w prasie technicznej całego świata, referatów z konferencji specjalistycznych oraz książkach o różnym zakresie treści i różnym poziomie naukowym.
W nowoczesnej budowie przekładni przeznaczonej do przenoszenia dużych mocy i obciążeń istnieje dążność do jak najdalej posuniętej ekonomii konstrukcji. Wiąże się z tym zarówno oszczędność materiału użytego na przekładnię, jak i oszczędność miejsca przez nią zajętego. Te wymagania mogą być spełnione, gdy obok starannej obróbki i montażu oraz zastosowania odpowiedniego materiału zostaną wykorzystane najwłaściwsze warunki zazębienia (chodzi tutaj o poślizgi między bokami zębów kół współpracujących) przy odpowiedniej korekcji uzębienia i zazębienia oraz przy poprawnym obliczeniu wytrzymałości uzębienia.
Przy obliczaniu wytrzymałości uzębienia napotyka się na szczególnie duże trudności ustalenia odpowiedniego obciążenia, na które składają się siły statyczne i dynamiczne. Dotychczasowe doświadczenia bowiem umożliwiły jedynie utworzenie hypotez, które jednak nie uprawniają do stosowania ich w innych przypadkach, a więc do obliczania przekładni o innych wymiarach (masach) lub pracujących w innych warunkach aniżeli przekładnie, dla których te hypotezy ustalono. Niezależnie od tego obserwacje pracy kół (szczególnie, gdy chodzi o cichobieżność) spowodowały zmianę kształtu zarysu boków zębów i linii zębów, skąd konieczność wprowadzenia modyfikacji zarysów i beczkowatości linii zęba), które z kolei wpłynęły na zmianę hypotez obliczeń wytrzymałości.