Las cajas de velocidades esta compuesta por una serie de componentes el cual permiten de forma manual realizar un cambio de marcha en sus partes principales tenemos los siguientes componentes. Mecanismos de accionamiento, eje toma de entrada, tren primario, tren secundario, en algunos casos tren terciario, eje de salida y engranes.

Relación de transmisión (RT): la relación de transmisión  de engranes es la relación entre un engrane de entrada denominado conductor y un engrane de salida denominado conducido.

RT = dientes conducido/dientes conductor

V^t= velocidad tangencial = w*r

W=velocidad angular (rad/tiempo)

r= radio

rpm= revoluciones por minuto(rev/min),  1rev=2╥

╥=3,1416 rad

Rev salida= rev de entrada/RT

Ejemplo: para la relación de un cambio de marcha tenemos 15 dte del conductor y 45 dte del engrane conducido, y en el sistema diferencia tenemos 12 dientes del piñón de ataque y 48 dte de la corona, ¿cual es velocidad de este  vehículo si tiene un radio de llanta de 0,348m y el tacómetro esta indicando que el motor tiene 2500rpm ?

SOLUCIÓN

RT= dte conducido /dte conductor

RT₁₌ 45dte/15dte= 3

Esta relación 1 quiere decir que por cada 3 vueltas que gira el conductor solo da una vuelta el conducido

RT₂=48 dte corona/12 dte piñón =4

Tenemos  RT₁=3, RT₂=4

Para saber cuál es la velocidad del engrane conducido aplicaremos la siguiente formula.

Rev_1salida= rev entrada /RT₁

Rev_1salida=  2500rpm/3 = 833,333 rpm.

Si el motor tiene 2500 rpm y al pasar por la primera relación tenemos que el engrane conducido esta girando a 833,33rpm

Ahora realizamos con la relación del sistema diferencia piñón de ataque y corona

Rev₂= 833,33rpm/4 = 208.33 rpm

Esto quiere decir que con la relación del sistema diferencia la revoluciones x minuto de salida al eje de la rueda es de 208.33rpm

Como tenemos el radio de la llanta que es 0,348m y sabemos que la velocidad tangencial es = velocidad angular X radio

V^t= velocidad tangencial = w*r

W= 208,33rev/min * 2╥=1308,97rad/min

V^t  =1308,97rad/min * 0.348m = 455,52m/min

Como el tacómetro nos indica en km/h se debe realizar la conversión de metros (m) a kilometro (km) y minutos (min) a hora (h) sabiendo que  1km=1000m y 1h=60min

V^t  = 455,52m /min*(1km/1000m)*(60min/1h) = 27,33km/h

Para este cambio el vehículo lleva una velocidad de 27,33 km/h a 2500rpm del cigüeñal del motor.