Qual è la differenza tra un pignone e un ingranaggio?
I pignoni e gli ingranaggi sono entrambi usati per trasmettere energia all'interno delle macchine o per spostare oggetti interbloccandoli. Sebbene un pignone e un ingranaggio possano sembrare simili, ci sono una serie di differenze tra i due. La principale differenza funzionale tra un pignone e un ingranaggio è che un ingranaggio è una ruota dentata progettata per ingranare con altri ingranaggi e trasmettere loro il movimento, mentre un pignone è una ruota dentata progettata per impegnare e spostare un oggetto flessibile dentellato o perforato, come come una catena da bicicletta o una striscia di pellicola. A causa di questa differenza di progettazione, anche le loro applicazioni sono diverse. Gli ingranaggi tendono ad essere più flessibili in termini di come possono essere applicati rispetto ai pignoni.
Una differenza significativa tra un pignone e un ingranaggio è che la funzione dei pignoni limita il loro design: i loro denti devono essere costruiti per adattarsi alle perforazioni o alle fessure degli oggetti per i quali sono progettati per muoversi. Le possibilità di varianti progettuali sono limitate. Gli ingranaggi, d'altra parte, si uniscono direttamente tra loro e quindi si prestano a un'ampia varietà di design. Ad esempio, i denti di un ingranaggio potrebbero trovarsi all'esterno della ruota o sulla circonferenza interna; un altro tipo, chiamato ingranaggio a vite senza fine, non è affatto una ruota, ma una barra filettata. Questa vasta gamma di possibilità di progettazione rende gli ingranaggi più versatili dei pignoni.
Un'altra differenza importante tra un pignone e un ingranaggio è l'impatto del loro danneggiamento sulla macchina che servono. Le due ruote dentate che trasportano una catena da bicicletta, ad esempio, guidano anche la catena in linea retta e, se un singolo dente su uno dei pignoni si rompe, aumenta la possibilità che la catena venga scagliata, invalidando la bicicletta. Se un dente si rompe un ingranaggio, d'altra parte, supponendo che il dente rotto cada dai lavori della macchina, ci sono poche probabilità che la macchina stessa si guasta di conseguenza, sebbene possa avere una riduzione dell'efficienza.
Gli ingranaggi si trovano in molte macchine. Sono parte integrante dei motori di un'automobile, ad esempio la trasmissione di potenza dal motore alle ruote motrici. Gli ingranaggi di precisione funzionano anche con molti orologi. Alcune disposizioni degli ingranaggi, come le unità a vite senza fine, possono limitare la trasmissione di energia in una sola direzione senza dispositivi aggiuntivi come i freni.
Gli esempi più noti di ruote dentate sono su biciclette, veicoli cingolati come carri armati e bulldozer, telecamere e proiettori cinematografici. In ogni caso, la rotazione del pignone sposta un dispositivo flessibile come una catena di bicicletta o una striscia di pellicola fotografica. Nei casi in cui il dispositivo flessibile è un anello continuo, come nelle biciclette e nei veicoli cingolati, i numerosi segmenti che compongono il circuito lo rendono più vulnerabile all'usura, richiedendo una maggiore manutenzione.
Le differenze tra un pignone e un ingranaggio e la superiorità generale dell'ingranaggio sul pignone, di solito portano i progettisti a scegliere gli ingranaggi quando possono. Un esempio famoso sono le auto e i camion con trazione posteriore, che impiegano un albero di trasmissione rigido per trasmettere energia dal motore alle ruote motrici. Le trasmissioni a catena di biciclette erano popolari tra i veicoli automobilistici, ma la loro popolarità era scemata e l'ultima macchina a catena fu prodotta negli anni '60.