Zahnräder und Riemenscheiben leisten nützliche Arbeit. Es gibt nahezu unendlich viele Einsatzmöglichkeiten für Zahnräder und Riemenscheiben, von Automobilgetrieben bis hin zu Schiffsriggs. Darüber hinaus verlassen sich mechanische Uhren ausschließlich auf Zahnräder und Riemenscheiben, um die Zeiger zu bewegen. Wenn Sie die Festigkeitsanforderungen verstehen, werden Sie verstehen, warum nur bestimmte Materialien zur Herstellung von Zahnrädern und Riemenscheiben verwendet werden können.
Rostfreier Stahl
Für Marineanwendungen, rostfreier Stahl ist das bevorzugte Material für Riemenscheibe machens, Winden und eine Auswahl an Takelagen, da es nicht korrodiert oder rostet. Dies gilt insbesondere in Salzwasserumgebungen, in denen gewöhnlicher Stahl schnell rosten würde. An der Spitze des Mastes befinden sich in der Takelage von Segelbooten Umlenkrollen. Um die Segel zu hissen, werden Umlenkrollen verwendet. Andere Bereiche, in denen Rollen verwendet werden, sind die Punkte an der Unterseite der Segel, an denen die Seile am Boot befestigt werden. Außerdem läuft die Ankerkette bei allen Booten durch eine Umlenkrolle, die aus Edelstahl besteht.
Stahl
Für Autogetriebe ist Stahl das bevorzugte Material. Stahl ist stark und behält seine Form gut, was entscheidend ist, da die gesamte Leistung des Motors durch das Getriebe fließt. Beispielsweise muss ein Gang über 100 PS auf den nächsten Gang übertragen. Würden die Zahnräder aus einem weichen Material wie Aluminium bestehen, würden die Zähne einfach abscheren.
Im Grunde ist eine mechanische Uhr ein Getriebe. Die Geschwindigkeit der sich drehenden Wellen verringert sich, so dass alle 60 Sekunden eine Welle eine Umdrehung macht. Andere Wellen drehen sich für die Minute und die Stunden noch langsamer. Viele Uhren verwenden auch Stahl für ihre Verzahnung.
Messing
Viele Getriebemechanismen verwenden Messing für die Zahnräder. Messing ist nicht so stark wie Stahl, aber stark genug für Bereiche, in denen nur wenig Kraft benötigt wird. Viele Uhren haben Messingzahnräder, da die Belastung sehr gering ist. Der älteste bekannte Getriebemechanismus ist der Antikythera-Mechanismus. Archäologen glauben, dass es um 80 v. Röntgenstrahlen zeigten, dass das Zahnrad aus Bronze besteht, einer frühen Messingart. Seine Funktion ist noch nicht vollständig verstanden, aber die Forschung läuft.
Holz
Historisch wurde Holz zur Herstellung von Riemenscheiben verwendet, bevor Metalle verwendet wurden. Viele frühe Segelschiffe, wie die Wikinger- oder die antiken Römerschiffe, verwendeten häufig Holzrollen zum Hissen von Segeln mit Seilen. Im Jahr 2010 wird Holz nicht für die Herstellung von Zahnrädern und Riemenscheiben verwendet, da Metalle viel stärker sind. Einige Bastler stellen jedoch Uhren mit allen Holzzahnrädern her.