Che cos’è un calcolatore di ingranaggi?

Un calcolatore di ingranaggi è un dispositivo utilizzato per determinare il rapporto di trasmissione per una varietà di scopi e in una varietà di applicazioni. Gli usi per gli ingranaggi includono la modifica della direzione di rotazione, l’aumento o la diminuzione della velocità di rotazione, il trasferimento del movimento di rotazione su un asse diverso e la sincronizzazione della rotazione di due assi diversi. Le macchine, dagli orologi a pendolo alle biciclette e agli autoveicoli, dipendono dagli ingranaggi per un funzionamento efficiente e preciso. Un calcolatore di ingranaggi è generalmente necessario per determinare le dimensioni e la configurazione degli ingranaggi appropriate.

Gli ingranaggi sono essenzialmente ruote su un asse e possono interagire tramite attrito, cinghie di collegamento o denti. Per prevenire possibili slittamenti, con conseguente inefficienza e imprecisione, la maggior parte degli ingranaggi è progettata per interfacciarsi con denti che devono essere di dimensioni identiche su entrambi gli ingranaggi interagenti. L’uso di ingranaggi dentati consente di calcolare con precisione le velocità di rotazione, pur consentendo leggere differenze nel diametro dell’ingranaggio.

Un calcolatore di ingranaggi applicato agli ingranaggi dentati deve solo registrare e confrontare il numero di denti sui rispettivi ingranaggi per arrivare a un rapporto di trasmissione accurato. Se un ingranaggio più grande ha 60 denti e un ingranaggio più piccolo ha 20 denti della stessa dimensione, il rapporto è descritto come 3:1 o tre a uno. Ciò significa che l’ingranaggio più piccolo ruoterà tre volte per ogni rotazione dell’ingranaggio più grande.

In un’automobile o in un camion, i rapporti di trasmissione e differenziale determinano la dimensione del pneumatico più efficiente per l’uso su un particolare veicolo. Il pneumatico è essenzialmente l'”ingranaggio” finale fornito di forza di rotazione nel treno di propulsione automobilistico. Se viene installato uno pneumatico di dimensioni maggiori rispetto a quelle consigliate, la velocità del veicolo potrebbe essere maggiore a causa di un diametro maggiore, ma maggiori richieste di potenza saranno richieste al motore attraverso la leva degli ingranaggi, potenzialmente danneggiando la trasmissione o il motore.

Quando vengono installati pneumatici su un veicolo che differiscono dalle raccomandazioni del produttore, le miglia orarie (MPH) o i chilometri orari (KPH) indicati sul tachimetro non saranno accurati. Il tachimetro è calibrato per i giri al minuto (rpm) di una dimensione di pneumatico consigliata. Se viene installato uno pneumatico più grande, la velocità reale del veicolo sarà maggiore della velocità indicata sul tachimetro, con la possibilità di superare i limiti di velocità legali. Un calcolatore di marcia può essere facilmente trovato online che calcolerà le variazioni di velocità al variare delle dimensioni dei pneumatici.

I ciclisti sono estremamente sensibili alle differenze di rapporto di trasmissione perché sono la fonte di energia per le loro biciclette. I ciclisti competitivi utilizzano un calcolatore di ingranaggi che generalmente include dati specifici sulla lunghezza della pedivella, le dimensioni degli pneumatici, le dimensioni della ruota dentata anteriore e posteriore e le catene. In una bicicletta moderna non è raro trovare da 18 a 21 combinazioni di marce utilizzate per diverse esigenze di potenza e velocità.