Ett nålhjul, även känt som kugghjul, är ett rundat objekt med spår eller tänder längs dess omkrets. Konceptuellt sett är dess huvudsyfte att överföra kraft från en roterande axel till en annan, som i en bil eller cykel. Detta uppnås genom att tänderna på två eller fler kugghjul hakar i varandra och skapar kontroll över rörelsen av de kopplade axlarna.
Kugghjul varierar i storlek och form, beroende på deras specifika användningsområde. De kan vara konstruerade för att hantera hög belastning eller för att uppnå extrem precision. Materialvalet också varierar, från hållbara metaller som stål till lättare och mer kostnadseffektiva material som plast.
En viktig aspekt av nålhjul är överförings-förhållandet, som är förhållandet mellan de roterande hastigheterna och vridmomenten hos de två axlarna. Detta förhållande, ofta kallat utväxlingsförhållande, bestäms av antalet tänder på varje kugghjul. En större skillnad i antalet tänder på de två kugghjulen resulterar i en ökad mekanisk fördel, vilket innebär att mindre kraft krävs för att uppnå samma mängd arbete.
