Ein Gangrechner ist ein Gerät, das verwendet wird, um das Übersetzungsverhältnis für eine Vielzahl von Zwecken und in einer Vielzahl von Anwendungen zu bestimmen. Verwendungen für Zahnräder umfassen das Ändern der Drehrichtung, das Erhöhen oder Verringern der Drehzahl, das Übertragen von Drehbewegungen auf eine andere Achse und das Synchronisieren der Drehung zweier verschiedener Achsen. Maschinen von Standuhren bis hin zu Fahrrädern und Kraftfahrzeugen sind für einen effizienten und genauen Betrieb auf Getriebe angewiesen. Ein Zahnradrechner ist im Allgemeinen erforderlich, um die geeignete Zahnradgröße und -konfiguration zu bestimmen.
Zahnräder sind im Wesentlichen Räder auf einer Achse und können durch Reibung, Verbindungsriemen oder Zähne interagieren. Um einen möglichen Schlupf zu verhindern, der zu Ineffizienz und Ungenauigkeit führt, sind die meisten Zahnräder so konstruiert, dass sie mit Zähnen verbunden werden, deren Abmessung an beiden zusammenwirkenden Zahnrädern identisch sein muss. Die Verwendung von Zahnrädern ermöglicht eine genaue Berechnung der Drehzahlen, während geringfügige Unterschiede im Zahnraddurchmesser berücksichtigt werden.
Ein auf Zahnräder angewendeter Zahnradrechner braucht nur die Anzahl der Zähne der jeweiligen Zahnräder aufzuzeichnen und zu vergleichen, um ein genaues Übersetzungsverhältnis zu erhalten. Hat ein größeres Zahnrad 60 Zähne und ein kleineres Zahnrad 20 Zähne gleicher Größe, wird das Verhältnis als 3:1 oder drei zu eins bezeichnet. Das bedeutet, dass sich das kleinere Zahnrad bei jeder Umdrehung des größeren Zahnrads dreimal dreht.
In einem Automobil oder Lastkraftwagen bestimmen die Getriebe- und Differentialübersetzungsverhältnisse die effizienteste Reifengröße für die Verwendung in einem bestimmten Fahrzeug. Der Reifen ist im Wesentlichen das letzte mit Rotationskraft versorgte „Zahnrad“ im Fahrzeugantriebsstrang. Wenn ein Reifen größer als die empfohlene Größe montiert wird, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgrund eines größeren Durchmessers höher sein, aber durch die Hebelwirkung der Zahnräder wird dem Motor eine höhere Leistungsanforderung abverlangt, die möglicherweise den Antriebsstrang oder den Motor beschädigt.
Wenn an einem Fahrzeug Reifen montiert werden, die von den Herstellerempfehlungen abweichen, sind die auf dem Tachometer angezeigten Meilen pro Stunde (MPH) oder Kilometer pro Stunde (KPH) nicht korrekt. Der Tacho ist auf die Umdrehungen pro Minute (U/min) einer empfohlenen Reifengröße kalibriert. Wenn ein größerer Reifen montiert wird, ist die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher als die auf dem Tachometer angezeigte Geschwindigkeit, mit der Möglichkeit, die gesetzlichen Geschwindigkeitsbegrenzungen zu überschreiten. Ein Gangrechner kann leicht online gefunden werden, der die Geschwindigkeitsschwankungen bei Änderungen der Reifengröße berechnet.
Fahrradfahrer reagieren extrem empfindlich auf Übersetzungsunterschiede, da sie die Kraftquelle für ihre Fahrräder sind. Wettbewerbsfahrer verwenden einen Gangrechner, der im Allgemeinen spezifische Daten zu Kurbellänge, Reifengröße, Abmessungen der vorderen und hinteren Kettenräder und Ketten enthält. Bei einem modernen Fahrrad finden sich nicht selten 18 bis 21 Gangkombinationen für unterschiedliche Leistungs- und Geschwindigkeitsanforderungen.