Un ingranaggio serve a trasmettere un moto rotatorio mantenendo costante il rapporto tra le velocità angolari, secondo la definizione data dal compianto specialista Georges Henriot. Tutto sta nel capire come ottenere il rapporto che interessa usando ruote dentate che ingranano tra loro.
Ogni volta che la ruota motrice avanza di un dente, anche la ruota condotta avanza di un dente. Così, se la ruota motrice ha *Z 1 denti e quella condotta ne ha *Z 2 (la notazione Z è consueta nel settore), a ogni giro della ruota motrice quella condotta compie *Z 1 / *Z 2 giri, il che modella bene una frazione di numeri interi. Un ingranaggio è dunque un modello meccanico di una frazione.
Dalla teoria alla pratica ---------------------------
In teoria, qualunque frazione di numeri interi potrebbe essere modellata mediante ingranaggi. In pratica, ci sono dei limiti. Il primo è che, a seconda del tipo di ingranaggi e della tecnologia, non è possibile ottenere un ingranaggio funzionante se le ruote hanno meno di una quindicina di denti. Il secondo è che, nei sistemi industriali, raramente si possono superare i 200 denti. Il terzo è che tutti i denti di una ruota devono essere utilizzati allo stesso modo, per distribuire bene l’usura ed evitare deterioramenti prematuri. I *Z 1 e *Z 2 indicati sopra devono quindi essere coprimi.
Per ottenere una maggiore precisione con rapporti aventi numeratori e denominatori più grandi, si può usare un treno d’ingranaggi, ossia una successione di ruote che moltiplica il rapporto.