Un ingranaggio cilindrico è il tipo di ingranaggio più semplice e più comune. È essenzialmente un disco con una serie di denti uniformi sporgenti lungo il bordo esterno. L’ingranaggio cilindrico viene utilizzato in molti dispositivi di uso quotidiano, da quelli in plastica minuscoli nei giocattoli a carica manuale alle grandi versioni in metallo utilizzate nelle lavatrici industriali.
Lo scopo di qualsiasi ingranaggio è tradurre la velocità di un motore nella forza di rotazione, o coppia, necessaria per far funzionare un dispositivo. Il processo di conversione della velocità in coppia è noto come riduzione dell’ingranaggio perché la velocità del motore viene immessa negli ingranaggi e quindi ridotta prima di essere inviata al dispositivo di rotazione. La forza di rotazione di una serie di ingranaggi viene solitamente scritta come rapporto.
Almeno due ingranaggi devono lavorare insieme per ottenere la riduzione dell’ingranaggio. Un ingranaggio piccolo e un ingranaggio più grande sono posizionati fianco a fianco con i loro denti che si ingranano. Un ingranaggio cilindrico deve sempre essere installato su un albero parallelo all’albero del suo ingranaggio cilindrico compagno affinché i denti si innestino correttamente. Altri tipi di ingranaggi, come ingranaggi elicoidali e conici, possono funzionare con diverse angolazioni.
L’albero attaccato all’ingranaggio più piccolo viene fatto ruotare da un motore, che fa girare l’ingranaggio. Poiché i denti dell’ingranaggio piccolo sono incastrati con i denti dell’ingranaggio più grande, il primo ingranaggio non può girare senza ruotare anche il suo compagno. Il punto importante qui è che, poiché la prima marcia è più piccola della seconda, deve girare più di una volta per fare in modo che la seconda marcia completi una rotazione completa. Pertanto, la velocità del motore diventa forza di rotazione. È possibile utilizzare una serie di più marce per aumentare ulteriormente la riduzione dell’ingranaggio.
Gli ingranaggi cilindrici hanno un vantaggio rispetto ad altri tipi di ingranaggi perché hanno un design semplice e sono poco costosi da produrre. Possono essere realizzati con qualsiasi materiale duro, dalla plastica all’acciaio, ma presentano diversi inconvenienti quando si tratta di funzionalità. Quando due ingranaggi cilindrici ruotano insieme, tendono a fare molto rumore. Questo perché i denti si colpiscono rapidamente. Ad alte velocità, gli ingranaggi cilindrici emettono un rumore lamentoso che li rende inadatti all’uso in dispositivi per i quali il rumore è una considerazione. L’altro inconveniente degli ingranaggi cilindrici è che devono essere installati su alberi paralleli, il che crea alcune limitazioni di progettazione.