Dişli Çark
Çevrelerine diş açılmış çarklardan oluşan dişli takımları makinelerde, dönen bir milin hareketini başka bir mile aktarmak için kullanılır. Çoğu kez bir makinenin kendisini çalıştıran motordan daha hızlı ya da daha yavaş çalışması istenir. Bunun çözümü, hareketi aktarırken istenen hız değişikliğini de gerçekleştiren dişlilerdir. Örneğin bir otomobil ya da motosiklette krank milinin hareketini kam miline aktaran kavrama dişlileri, hareketi aktaran dişlinin çapma bağlı olarak, krank milinin her dönüşünde kam milinin yarım dönüş yapmasını sağlar.
İnsanoğlu tekerleği bulduktan sonra, dönen bir parçanın hareketini başka bir parçaya aktarmak üzere tekerlek, kasnak ya da çark gibi çember biçimindeki düzeneklerden yararlanabileceğini fark etti. Bu amaçla tasarlanan en eski yöntemlerden biri kayış-kasnak sistemidir. Bu sistemde, ayrı ayrı millerin üzerindeki iki kasnak çevrelerinden geçirilen gergin ve kesintisiz (sonsuz) bir kayışla birbirine bağlandığında, dönen milin kasnağı öbür kasnağı da kendisiyle birlikte döndürür. Ama, eğer ikinci kasnağı döndürmek için çok büyük bir güç gerekiyorsa, hareketi aktaran kayış kasnağın üzerinden kayacağı için istenen sonuç alınamaz. Bu sakıncayı gidermenin en basit yolu, çevresinde dişler olmayan düz kasnaklann yerine dişli çarklar, kayış yerine de zincir kullanmaktır. Hareketin zincir ve dişli sistemiyle aktarılmasının en bilinen örneği bisikletlerde görülür.
İki tekerleğin dış çemberleri (jantları) birbirine değiyorsa, bu kez kayış ya da zincir gibi bir aktarma düzeneğine gerek kalmadan tekerleklerden biri döndüğünde öbürünü de döndürecektir. Ama bu yöntemde de ikinci tekerlek zorlandığı anda kayarak hareket ettirici tekerlekten ayrılabilir. Bunu önlemenin yolu her iki tekerleğin çevresine birbirinin içine geçebilen dişler açmaktır. Böylece tekerlekler birer dişli çarka dönüşmüş ve bu dişli çifti birbirini “kavramış” olur.
Eğer hareketi aktaran dişlinin 80, öbürünün 40 dişi varsa, bu iki dişli birbirini kavradığında büyük dişlinin her dönüşüne karşılık küçük dişli iki dönüş yapar. Başka bir deyişle, küçük dişli büyük dişlinin iki katı hızla döner; demek ki dönme hızı diş sayısıyla ters orantılıdır. Değişik büyüklükteki iki dişlinin hızları arasındaki orana “hız değişim oranı” denir. Hız değişimiyle sağlanan iş verimi yukarıdaki örnekte 80/40=2’dir. Küçük dişlinin diş sayısı 20’ye, yani yarıya inerse verim iki kat artarak 4 olacaktır. Görüldüğü gibi dişli takımlarında da kaldıraçlardaki ilke geçerlidir.
Yukarıda anlatılan en basit dişli takımında küçük dişli hareket ettirici dişlininkine ters yönde döner; oysa kayış ya da zincirli aktarmada hareketin yönü aynıdır. Dişli takımında da iki dişlinin aynı yönde dönmesini sağlamak için aralarına “avara dişli” ya da ara dişli denen ve her ikisiyle kavrama yapabilen üçüncü bir dişli yerleştirilir. Avara dişlinin diş sayısı hız değişim oranını etkilemez. Ama ilk dişliden avara dişliye geçerken yön değiştiren hareket ikinci dişliye geçerken yeniden ters yöne döneceği için iki dişli aynı yönde dönmüş olur.
Bir milin kendisine paralel olan ikinci bir mili düz dişliler (1) aracılığıyla döndürmesi hareket aktarımının en basit yöntemidir. Eğer iki mil gene aynı düzlemdeyse, ama aralarında belirli bir açı varsa, hareketi birinden öbürüne aktarm ak için konik dişliler (4) kullanılır. İki mil aynı düzlemde değilse bu kez çarklı ve sonsuz vidalı dişli takımı (2) kullanmak gerekir. Sonsuz vida bildiğimiz vidalar gibi dönerken, dişlerini kavradığı dişli çarkı da birlikte döndürür.
Eğer dişler çarkın eksenine paralel olarak açılırsa, iki çarkın karşılıklı dişleri aynı anda bütün yüzeyleriyle birbirine değeceğinden hem dişliler aşınır, hem de makine çok gürültülü çalışır. Bunu önlemek için, üzerine çark ekseniyle belirli bir açı yapacak biçimde diş açılmış olan helisel dişliler (3) kullanılır. Bu düzenekte dişler birbirini bir uçtan başlayarak yavaş yavaş kavrayacağı için, darbeden kaynaklanan gürültü ve aşınma büyük ölçüde azalır. Nitekim otomobillerin aktarma organlarında ve gemilerin buhar türbini ile pervane mili arasında helisel dişliler kullanılır.
Bir dişli çiftinin hızlı ve düzgün çalışabilmesi için dişlerinin birbirine tam uyması ve kaymadan birbiri üzerinde dönebilmesi gerekir. Bunun için önce geometrik çizimlerle ve büyük bir titizlikle dişin biçimi (profili) belirlenir; sonra da özel takım tezgâhlarında bu çizimlere uygun diş açılır.
Eğer dişliler çok uzun süre ya da ağır yük altında çalışacaksa, ısınmalarını ve çabuk aşınmalarını önlemek için dişlileri yağlamak gerekir. Bu nedenle otomobillerin aktarma organlarındaki dişliler yağla dolu kapalı bir kutunun içine yerleştirilmiştir; çok yüksek hızla çalışan makinelerde ise dişlilere sürekli yağ püskürtülür.
Dişli çarklarla hareket aktarımının en tipik örneği olan bisikletlerde, düz yolda hızlı gitmek için yüksek hız dişlileri (büyük vites), çok dik olmayan yokuşları tırmanmak için orta hız dişlileri (orta vites), dik yokuşları çıkmak için de düşük hız dişlileri (küçük vites) kullanılır. Küçük vitesle dik bir yokuşu tırmanırken pedalları çevirmek için aynı gücü harcadığınız halde bisiklet düz yoldaki kadar hızlı gidemez; ama sonuçta büyük vitesle çıkılamayacak olan dik yokuşu tırmanır. Bu durum, dişlilerin bir hareketi aktarırken yalnız hızını değil miktarını, yani momenturriunu da değiştirdiğinin en açık örneğidir