Основной частью приводов механизмов, передающих крутящий момент между валами при работе промышленного оборудования, являются узлы с зубчатыми колесами. Наиболее надежным вариантом элемента зубчатой передачи является вал шестерня, объединяющим как одно целое вал и шестерню. Изготавливается такой узел путем нарезки зубьев шестерни непосредственно на валу, причем, диаметр шестерни должен составлять не более двух диаметров вала.
Ведущий вал шестерня является важнейшей деталью оборудования с вращающимися барабанами, такими как шаровые мельницы, сушилки, печи, а также входит в состав редукторов различных механизмов и аппаратов. Передача крутящего момента осуществляется следующим образом. Работающий вал шестерня зацепляет зубчатое колесо, шестерню или зубчатый венец и передает им вращение, приводя таким образом в движение весь барабан.
В процессе работы все детали зубчатой передачи испытывают огромные нагрузки под действием сил осевой и радиальной направленности, поэтому вал шестерня быстро изнашивается и деформируется. Слаженное функционирование всего агрегата может нарушить даже один сломанный зуб шестерни, поэтому весь узел изготавливается из стали повышенной прочности и проходит проверку ультразвуковыми методами контроля.
Выпускаемые валы шестерни отличаются размерами и числом зубьев в зависимости от функционального назначения и испытываемых нагрузок. Нормируемыми параметрами детали являются число зубьев Z и модуль зуба m, причем, шестерни бывают разной конфигурации – прямозубые, косозубые, конические, секторные и другие. Конструкция вала шестерни является более жесткой и надежной, чем отдельно соединяемые валы с шестернями, поэтому в промышленных агрегатах используется преимущественно неразборные узлы.