Che cos'è un rapporto di trasmissione?
Un rapporto di trasmissione è la relazione tra il numero di denti su due ingranaggi che sono mesh. Questa relazione è espressa matematicamente. Ad esempio, se un ingranaggio con 13 denti è azionato da un ingranaggio con 21 denti, il rapporto di trasmissione è 1 / 1,62 o 1: 1,62. Quasi tutti i tipi di macchinari meccanici, come veicoli, macchine agricole e macchine industriali, utilizzano gli ingranaggi in qualche modo e i rapporti di trasmissione vengono utilizzati per aiutare a definire le prestazioni della macchina.
L'idea di un rapporto di trasmissione si basa sulla circonferenza dei cerchi. Quando due ingranaggi con circonferenze diverse sono collegati da denti sul bordo esterno, il movimento dell'uno viene tradotto in un movimento maggiore o minore dall'altro. Se una marcia con una grande circonferenza sta girando una grande solo la metà, la marcia più piccola girerà due volte più velocemente di quella più grande. Lo stesso concetto funziona al contrario.
I rapporti di trasmissione sono specificamente studiati dai produttori di motori e altri macchinari per ottenere un certo risultato. In alcuni contesti, come le trasmissioni di automobili, i rapporti di trasmissione possono essere variati per adattarsi alle esigenze della vettura a velocità diverse. La marcia più bassa nella trasmissione di un'auto avrà un rapporto di trasmissione elevato, come ad esempio 2: 1 o 3: 1. Ciò dà all'auto la possibilità di iniziare facilmente a muoversi da una fermata completa, ad esempio ad un semaforo. Tuttavia, poiché il motore deve fare due o tre giri per ogni giro della trasmissione, un motore non può far andare un'auto con la marcia bassa molto veloce.
Nella seconda marcia, il rapporto di trasmissione è più basso, il che significa che il motore non deve lavorare sodo per dare alla macchina un'accelerazione aggiuntiva. Nelle marce più alte, i rapporti di riduzione si abbassano progressivamente. Questi sono buoni per un'accelerazione moderata e per ridurre il numero di giri del motore necessari per mantenere l'auto a una velocità di crociera confortevole. Gli ingranaggi in una trasmissione, quindi, servono per ingrandire o ridurre la potenza di un motore, in base alla velocità dell'auto al momento.
Gli ingranaggi a volte possono essere collegati da cinghie o in altri modi, ma la maggior parte sono collegati da denti. Questa disposizione offre alcuni vantaggi distinti. In primo luogo, fino a quando nessuno dei denti si rompe, non vi è alcuno slittamento tra gli ingranaggi, con conseguente perdita di efficienza. Consentono inoltre di progettare rapporti di trasmissione esatti. Anche se le circonferenze degli ingranaggi sono leggermente imperfette, i denti fanno in modo che queste imperfezioni non contino. Dal momento che sincronizzano esattamente gli ingranaggi, danno loro anche un rapporto di trasmissione esatto.