Sistema corona-pignone

In meccanica un sistema corona-pignone è un sistema di trasmissione a catena od ingranaggi, dove il pignone è la ruota dentata più piccola, mentre la corona è la ruota dentata di dimensioni maggiori (con il maggior numero di denti). È tipico delle biciclette.

Descrizione

Tipologia di ruote

I sistemi utilizzati per le ruote sono:

Ruote lisce
Ruote dentate

Tipologia di trasmissione

La trasmissione tra le ruote può essere:

Diretta, quando si ha la trasmissione direttamente con il pignone e la corona, come nel caso degli ingranaggi del cambio, che sono direttamente a contatto tra loro
Indiretta quando si ha uno o più organi interposti tra pignone e corona, predisposti alla sola trasmissione, come la catena di trasmissione, usata per la trasmissione finale della maggior parte delle moto

Azionamento

Questo sistema può essere azionato in molti modi:

Meccanicamente
Idraulicamente
Pneumaticamente
Elettricamente
Manualmente

Uso

Questo sistema ha tante applicazioni, ed è presente su buona parte dei macchinari/oggetti che si basano sulla rotazione, le applicazioni più comuni sono:

Cambi di velocità
Trasmissioni di moti
Differenziali

Rapporto di trasmissione

Generale

Il numero dei denti della corona e del pignone sono molto importanti, così come la loro funzione (condotti o conduttori), infatti tramite il loro rapporto (corona-pignone) si può definire di quanto è elevata la differenza di velocità rispetto alla fonte, inoltre a seconda della loro disposizione questo rapporto di trasmissione può essere incrementale o riducente, quindi aumentare o diminuire la velocità di rotazione, ma generalmente si utilizza direttamente la proporzione tra l'ingranaggio condotto e l'ingranaggio conduttore, in modo da avere il rapporto di riduzione, il quale più sarà maggiore di 1 e tanto maggiore sarà la riduzione della velocità di rotazione, se invece sarà inferiore a 1 si ha un aumento della velocità di rotazione, nel caso sia pari a 1 non si hanno cambiamenti di velocità di rotazione.

Ciclismo

Un esempio di facile verifica si ha nel ciclismo, con il rapporto e fra il numero dei denti della moltiplica (o corona) e quelli del pignone inserito sulla ruota posteriore e collegato alla moltiplica tramite la catena. Viene espresso come una frazione, piuttosto che come un numero intero.

Es. il "53-12" con il quale i corridori effettuano solitamente le volate è il rapporto che si ha quando la catena è sulla moltiplica più grande (da 53 denti) e sul pignone da 12 denti. Sulle salite più dure i corridori usano il "39-25". Su molte biciclette per amatori sono presenti rapporti ancora più "corti" come il "30-28".

Al rapporto corrisponde la distanza che si percorre con un giro completo di pedale, detta anche sviluppo.

$Sviluppo={\frac {DentiMoltiplica}{DentiPignone}}\cdot CirconferenzaRuota$

Un rapporto "lungo" è un rapporto che ha uno sviluppo elevato: con ciascuna pedalata si percorre una grande distanza, ma è anche necessaria una maggior forza di gambe. Pedalando con una bassa frequenza e "di forza", rispetto ad un'andatura "agile", ovvero con un rapporto "corto" e una maggior frequenza, si ha una maggiore inerzia dei pedali, che aiutano il superamento dei punti morti di spinta sui pedali e permettono una pedalata più costante^[1].
Nel caso di cambi a deragliatore il rapporto corto dovrebbe essere ottenuto nella condizione di maggiore rendimento di tale sistema, quindi con catena poco disassata e con l'uso di ruote dentate grandi sia all'anteriore che al posteriore, oltre ad una catena ben tesa.