La velocità dell’ingranaggio è una misura della velocità con cui un ingranaggio gira, spesso in relazione alle rotazioni di altri ingranaggi. La dimensione relativa degli ingranaggi in un sistema a ingranaggi è un fattore molto strettamente controllato. Questo perché gli ingranaggi sono in grado di trasferire potenza da un sistema all’altro. La dimensione degli ingranaggi influenza direttamente la velocità dell’ingranaggio, che influenza direttamente la quantità di potenza spostata da un’area del sistema all’altra. La velocità dell’ingranaggio è generalmente espressa in giri al minuto (RPM) o come rapporto con un altro sistema.
Le basi della rotazione degli ingranaggi sono in realtà abbastanza semplici. Poiché gli ingranaggi hanno denti ad incastro, sono costretti a muoversi a velocità costante. Se una marcia si ferma, lo fanno anche tutte le altre marce collegate. Questo, a sua volta, ferma ogni ingranaggio a cui sono collegati, che si ferma ancora di più, e così via. L’unica alternativa all’arresto è un guasto meccanico totale; i denti dell’ingranaggio si rompono o l’ingranaggio stesso si rompe.
Per determinare la velocità dell’ingranaggio di due ingranaggi interconnessi, tutto ciò che una persona deve fare è contare i denti. Se l’ingranaggio motorizzato ha 25 denti e l’ingranaggio spostato ne ha 50, il rapporto di trasmissione è 25:50 o 1:2. Un giro dell’ingranaggio motorizzato equivale a metà di un giro dell’ingranaggio condotto. Ciò significa che l’ingranaggio motorizzato si muove due volte più velocemente dell’ingranaggio condotto e, poiché gli ingranaggi sono irrevocabilmente collegati, lo farà sempre.
Questo rapporto non esprime solo la velocità del cambio, ma anche la potenza. Poiché l’ingranaggio motorizzato gira più velocemente dell’ingranaggio condotto, trasmette più potenza al sistema. L’energia che l’ingranaggio motorizzato produce in due rotazioni è uguale alla potenza che l’ingranaggio più grande produce in una, quindi ha moltiplicato la sua potenza disponibile per due. Questo è il motivo per cui le marce più basse in un’auto trasferiscono più potenza alle ruote; le marce basse che si muovono più lentamente hanno più potenza delle marce alte che si muovono più velocemente. La potenza del motore viene moltiplicata per il rapporto del sistema di ingranaggi.
L’altro modo comune per esprimere la velocità dell’ingranaggio è RPM. Questo di solito è un processo piuttosto semplice che prevede il conteggio di quanti giri fa un ingranaggio in un minuto o la ricerca del tempo necessario per eseguire una rotazione e la moltiplicazione o la divisione di quel numero in un minuto. Se un ingranaggio fa 1.5 giri al secondo, l’utente deve semplicemente moltiplicare per trovare che ha un RPM di 90. Se fa una rotazione ogni quattro minuti, l’utente dividerà per trovare il suo RPM di 25.