Un engranaje sirve para transmitir un movimiento de rotación con una razón constante entre las velocidades angulares, según la definición del ya fallecido especialista Georges Henriot. La cuestión consiste en saber cómo obtener la razón que nos interesa a partir de ruedas dentadas que engranan entre sí.
Cada vez que la rueda motriz avanza un diente, la rueda conducida también avanza un diente. Así, si la rueda motriz tiene *Z 1 dientes y la rueda conducida tiene *Z 2 (la notación Z es habitual en este ámbito), por cada vuelta de la rueda motriz, la rueda conducida recorre *Z 1 / *Z 2 vueltas, lo que modeliza adecuadamente una fracción de números enteros. Por tanto, un engranaje es un modelo mecánico de una fracción.
De la teoría a la práctica ---------------------------
En teoría, cualquier fracción de números enteros podría modelizarse mediante engranajes. En la práctica, existen límites. El primero es que, según el tipo de engranajes y la tecnología empleada, no es posible obtener un engranaje funcional si las ruedas tienen menos de unos quince dientes. El segundo es que, en los sistemas industriales, rara vez se pueden superar los 200 dientes. El tercero es que todos los dientes de una rueda deben trabajar por igual, para repartir bien el desgaste y evitar deterioros prematuros. Por tanto, los *Z 1 y *Z 2 anteriores no deben tener ningún factor común.
Para lograr mayor precisión con numeradores y denominadores mayores, puede utilizarse un tren de engranajes, es decir, una sucesión de ruedas que multiplica la razón.