چرخ‌دنده وسیله‌ای است برای انتقال گشتاور که به کمک آن می‌توان مقدار گشتاور و یا سرعت دورانی را کاهش یا افزایش داد. همچنین به کمک چرخ دنده‌ها می‌توان جهت حرکت را تغییر داد.
ساختار:
داخلی‌ترین قسمت چرخ‌دنده توپی می‌باشد که به محور محرک متصل می‌باشد. در بیرون این قسمت جان چرخ‌دنده قرار گرفته‌است. بیرونی‌ترین قسمت در جهت شعاعی، محیط چرخ‌دنده Rim می‌باشد که دندانه‌های چرخ‌دنده در این قسمت قرار می‌گیرند. این بخش از چرخ‌دنده منبع اصلی ایجاد صدا می‌باشد.
مهم‌ترین اصطلاحاتی که در طراحی چرخ‌دنده بکار می‌روند عبارت‌اند از:
دایره گام: دایره‌ای فرضی که تمامی‌محاسبات بر اساس آن انجام می‌گیرد. دایره گام دو چرخ‌دنده درگیر بر هم مماس می‌باشند.
گام محیطی: طول کمانی از دایره گام که بین دو نقطه متناظر از دو دندانه مجاور قرار گرفته‌است.
ارتفاع سردنده: فاصله بین بالای دندانه تا دایره گام.
ارتفاع ته‌دنده: فاصله بین ته دندانه تا دایره گام.
لقی محیطی: مقداری که فضای خالی بین دو دندانه یک چرخ‌دنده از ضخامت دندانه‌های چرخ‌دنده درگیر با آن در امتداد دایره گام بیشتر است.
چرخدندهها بر اساس وضعیت قرارگیری محورهای دو چرخ‌دنده درگیر نسبت به هم به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
1- چرخ‌دنده‌های با محورهای موازی
2- چرخ‌دنده‌های با محورهای غیرموازی
انواع چرخ دنده ها:
چرخ دنده های ساده
این چرخ دنده‌ها ساده ترین چرخ دنده هاییهستند که دیده اید. آنها دندانه های مستقیم دارند و محور دو چرخ نیز موازی بایکدیگر قرار گرفته اند. گاهی تعداد زیادی از آنها را در کنار هم قرار می‌دهند تاسرعت را کاهش و قدرت را افزایش دهند.
در تعداد زیادی از وسایل از این چرخدندهها استفاده می‌شود. مثلاً ساعت های کوکی، ساعت های اتوماتیک، ماشین لباسشویی،پنکه و … . اما در اتومبیل به کار نمی آیند، چون سر و صدای زیادی دارند. هر بارکه دندانه یک چرخ به دندانه چرخ روبرو می‌رسد، صدای کوچکی در اثر برخورد ایجادمی‌شود. می‌توانید مجسم کنید وقتی تعداد زیادی از این چرخ دنده‌ها با هم کار کنند،چه سر و صدایی راه می‌اندازند؟ تازه این برخورد‌ها در دراز مدت، باعث شکستندندانه‌ها می‌شود. برای کاهش سر و صدا و افزایش عمر چرخ دنده‌ها در بیشتر اتومبیلهااز چرخ دنده های مارپیچ استفاده می‌کنند.
چرخ دنده های مارپیچ
دندانه این چرخ دنده‌هااریب است. وقتی یکی از آنها می‌چرخد، ابتدا نوک دندانه‌ها با هم تماس پیدا می‌کنندسپس به تدریج دو دندانه کاملاً در هم جفت می‌شوند. این درگیری تدریجی همان چیزی استکه هم سر و صدا را کم می‌کند و هم باعث می‌شود که این چرخ دنده‌ها نرم تر کار کنند.
در ماشین تعداد زیادی چرخ دندهمارپیچ وجود دارد. به خاطر مایل بودن دندانه ها، هنگام درگیری نیروی زیادی به آنهاوارد می‌شود. به همین علت در وسایلی که از چرخ دنده های مارپیچی استفاده می‌کنندبلبرینگ هایی تعبیه شده است تا این فشار را تحمل کند. اگر زاویه دندانه‌ها را بهدقت تنظیم کنیم، می‌توان دو چرخ دنده را به دو محور عمود بر هم وصل کرد تا جهت چرخش 90 درجه تغییر کند.
چرخ دنده های مخروطی
این چرخ دنده‌ها بهترینوسیله تغییر جهت هستند. معمولاً از آنها برای تغییر جهت 90 درجه استفاده می‌شود،ولی می‌توان طراحی را طوری انجام داد که در زاویه های دیگر نیز کار کنند.
دندانه های آنها ممکن است مستقیم یا پیچدار باشد. اما اگر دندانه‌ها صاف باشد همان مشکل چرخ دنده های ساده را دارند. دردندانه های پیچ دار این مشکل برطرف شده است، ولی در هر دوی آنها باید محور چرخدندهها در یک صفحه قرار داشته باشد.
گاهی می‌خواهیم محور چرخها در یک صفحه نباشند. درچنین شرایطی از چرخ دنده هایی مانند شکل روبرو استفاده می‌کنیم.
در دیفرانسیل بسیاری از اتومبیلها از اینچرخ دنده‌ها استفاده می‌شود. این طراحی امکن آن را ایجاد می‌کند که محور چرخ دندهبیرونی پایین تر از محور چرخ دنده حلقوی قرار داده شود. شکل روبرو محور بیرونیورودی را نشان می‌دهد که در تماس با چرخ حلقوی قرار گرفته است. از آنجایی که محورمحرک (Drive Shaft) ماشین به چرخ بیرونی متصل می‌شود، پایین آمدن چرخ بیرونی امکانپایین آوردن محور محرک را هم ایجاد می‌کند، پس می‌توان محور را پایینتر آورد و درعوض فضای بیشتری را به سرنشینان اتومبیل اختصاص داد
چرخ دنده های حلزونی
این چرخ دنده‌ها زمانیمورد استفاده قرار می‌گیرند که بخواهیم تغییر زیادی در سرعت و یا قدرت ایجاد کنیم. معمولاً نسبت شعاع دو چرخ دنده 20:1 است و گاهی حتی به 300:1 و بیشتر نیز می‌رسد.
این چرخ دنده‌ها یک خاصیت جالبهم دارند که در هیچ چرخ دنده دیگری پیدا نمی شود. چرخ بالایی (حلزون) می‌تواند بهراحتی چرخ دیگر (چرخ دنده حلزونی) را حرکت دهد، ولی چرخ پایینی نمی تواند حلزونرابچرخاند. زاویه دنده های روی حلزون آنقدر کوچک است که وقتی چرخ پایینی بخواهد آنرا بچرخاند، اصطکاک به حدی زیاد می‌شود که از حرکت حلزون جلوگیری می‌کند. این ویژگیبه ما امکان استفاده از این چرخ دنده‌ها را در جاهایی که به یک قفل خودکار نیازداریم می‌دهد. فرض کنید از این چرخ دنده در یک بالابر استفاده کرده ایم؛ وقتی موتوربالابر از کار بیفتد، چرخ دنده‌ها قفل می‌شوند و نمی گذارند بار پایین بیاید. معمولاً در دیفرانسیل کامیونها و خودروهای سنگین از این چرخ دنده‌ها استفادهمی‌شود.
چرخ دنده شانه ای
این چرخ دنده‌ها برای تبدیلحرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می‌شوند. یک مثال خوب برای این چرخ دنده‌ها فرماناتومبیل است. فرمان، چرخ دنده ای را می‌چرخاند که با چرخ شانه ای در تماس است. وقتیشما فرمان را می‌چرخانید، با توجه به جهت چرخش فرمان، شانه به سمت چپ و یا راستحرکت می‌کند و باعث حرکت چرخها می‌شود. در برخی از ترازوها نیز برای چرخاندن عقربهاز سیستم مشابهی استفاده می‌شود.
