Un rapport d’engrenage est la relation entre le nombre de dents sur deux engrenages qui sont engrenés. Cette relation s’exprime mathématiquement. Par exemple, si un engrenage à 13 dents est entraîné par un engrenage à 21 dents, le rapport d’engrenage est de 1/1.62, ou 1:1.62. Presque tous les types de machines mécaniques, tels que les véhicules, les équipements agricoles et les machines industrielles, utilisent des engrenages d’une manière ou d’une autre, et les rapports de démultiplication sont utilisés pour aider à définir les performances de la machine.
L’idée d’un rapport de démultiplication est basée sur la circonférence des cercles. Lorsque deux engrenages de circonférences différentes sont reliés par des dents sur le bord extérieur, le mouvement de l’un se traduit par un mouvement plus ou moins grand de l’autre. Si un engrenage avec une grande circonférence tourne un qui n’est que moitié moins grand, le plus petit engrenage tournera deux fois plus vite que le plus grand. Le même concept fonctionne à l’envers.
Les rapports de démultiplication sont spécifiquement adaptés par les fabricants de moteurs et autres machines, pour obtenir un certain résultat. Dans certains contextes, tels que les transmissions automobiles, les rapports de démultiplication peuvent être modifiés pour s’adapter aux besoins de la voiture à différentes vitesses. Le rapport le plus bas de la transmission d’une voiture aura un rapport de transmission élevé, tel que 2:1 ou 3:1. Cela donne à la voiture la possibilité de démarrer facilement à partir d’un arrêt complet, comme à un feu de circulation. Cependant, étant donné que le moteur doit faire deux ou trois tours pour chaque tour de la transmission, un moteur ne peut pas faire aller très vite une voiture à faible vitesse.
En deuxième vitesse, le rapport de démultiplication est inférieur, ce qui signifie que le moteur n’a pas à travailler aussi fort pour donner à la voiture une accélération supplémentaire. Dans les rapports supérieurs, les rapports de démultiplication diminuent progressivement. Ceux-ci sont bons pour une accélération modérée et réduisent le nombre de tours du moteur nécessaires pour maintenir la voiture à une vitesse de croisière confortable. Les engrenages d’une transmission servent donc à augmenter ou à réduire la puissance d’un moteur, en fonction de la vitesse de la voiture à ce moment-là.
Les engrenages peuvent parfois être reliés par des courroies ou par d’autres moyens, mais la plupart sont reliés par des dents. Cette disposition offre certains avantages distincts. Premièrement, tant qu’aucune dent ne se brise, il n’y a pas de glissement entre les engrenages, ce qui entraînerait une perte d’efficacité. Ils permettent également de concevoir des rapports de transmission exacts. Même si les circonférences des engrenages sont légèrement imparfaites, les dents font en sorte que ces imperfections n’ont pas d’importance. Puisqu’ils synchronisent exactement les engrenages, ils leur donnent également un rapport d’engrenage exact.