Sisältö
Vaihteet ja hihnapyörät tekevät hyödyllistä työtä. Vaihteita ja hihnapyöriä käytetään melkein rajattomasti autojen vaihteista laivan takilaan. Lisäksi mekaaniset kellot luottavat pelkästään hammaspyöriin ja hihnapyöriin käsien liikuttamiseksi. Ymmärtämällä lujuusvaatimukset saat käsityksen siitä, miksi vain tiettyjä materiaaleja voidaan käyttää hammaspyörien ja hihnapyörien valmistukseen.
Ruostumaton teräs
Merenkulun sovelluksissa ruostumaton teräs on edullinen materiaali hihnapyörien, vinssien ja kiinnitysvalikoiman valmistukseen, koska se ei syöpytä tai ruostu. Tämä pätee erityisesti suolaisen veden ympäristöihin, joissa tavallinen teräs ruostuu nopeasti. Purjeveneen takilasta löytyy alueen hihnapyörät maston yläosassa. Hihnapyöriä käytetään purjeiden nostamiseen. Muut alueet, joissa hihnapyöriä käytetään, ovat purjeiden alareunassa olevat kohdat, joissa köydet kiinnittyvät veneeseen. Ankkuriketju kulkee myös kaikissa veneissä ruostumattomasta teräksestä valmistetun hihnapyörän läpi.
Teräs
Auton siirtovaihteissa teräs on edullinen materiaali. Teräs on vahvaa ja pitää muodonsa hyvin, mikä on kriittistä, koska kaikki moottorit tuottavat hevosvoimaa virtaavat voimansiirron läpi. Esimerkiksi yksi vaihde voi joutua siirtämään yli 100 hevosvoimaa seuraavalle vaihdelle. Jos hammaspyörät olisi tehty pehmeästä materiaalista, kuten alumiinista, hampaat yksinkertaisesti leikkautuvat.
Alkeellisimmalla tasollaan mekaaninen kello on voimansiirto. Kääntyvien akselien nopeus vähentää nopeutta, joten yksi akseli tekee yhden kierroksen 60 sekunnin välein. Muut akselit kääntyvät vielä hitaammin minuutti ja tunteja. Monet kellot käyttävät terästä myös vaihdelaatikoihin.
Messinki
Monissa vaihdemekanismeissa käytetään messinkiä. Messinki ei ole yhtä vahva kuin teräs, mutta se on riittävän vahva alueille, joilla tarvitaan vain vähän lujuutta. Monissa kelloissa on messinkivaihteet, koska stressi on hyvin pieni. Vanhin tunnettu vaihdemekanismi on Antikythera-mekanismi. Arkeologien mielestä se tehtiin noin 80 B.C. Röntgensäteet paljastivat, että sen varusteet valmistettiin pronssista, joka on varhainen messinki. Sen toimintaa ei ole vielä täysin ymmärretty, mutta tutkimusta jatketaan.
Puu
Historiallisesti puuta käytettiin hihnapyörien valmistukseen ennen metallien käyttöä. Monet varhaisissa purjelaivoissa, kuten Viking- tai muinais-Rooman aluksissa, käytettiin puupyöriä laajasti purjeiden nostamiseen köysillä. Vuonna 2010 puuta ei käytetä hammaspyörien ja hihnapyörien valmistukseen, koska metallit ovat paljon vahvempia. Jotkut harrastajat kuitenkin valmistavat kellot kaikilla puisilla vaihdeilla.