La rueda dentada mostrada en la figura es un sistema de ruedas y ejes, es decir, uno de los seis tipos de máquinas simples. Como sabemos, la rueda y un eje pueden multiplicar la fuerza pero cambian muy poco el momento de torsión. por otro lado, no afectan a la velocidad de rotación: cada revolución de la rueda produce exactamente una revolución del eje. Un sistema de ruedas y ejes, en cambio, puede utilizarse para variar ambos parámetros. La manera más simple y barata para hacer esto consiste en conectar las ruedas por medio de una banda de rozamiento continuo (ver la banda de transmisión de velocidad variable), aunque otro método consiste en la utilización de engranajes, como ocurre en el caso que nos ocupa. Aclaremos, no obstante, que ambos dispositivos no son exactamente equivalentes desde el punto de vista práctico, puesto que los engranajes entrelazados giran en sentidos opuestos a diferencia de las ruedas (llamadas usualmente poleas) de que consta una transmisión de banda.
    Los engranajes que conforman nuestro instrumento son de tipo cilíndrico (ver la forma y distribución de los dientes). Estos se diseñan con el fin de permitir que rueden unos dientes sobre otros cuando engranen, minimizando con ello los efectos del rozamiento. Sin embargo, los engranajes cilíndricos ordinarios traquetean a velocidades elevadas. Este problema se evita utilizando engranajes helicoidales, en los que una parte de varios dientes engranan al mismo tiempo, de manera que el cambio de un diente a otro es suave.

Aplicaciones Didácticas:

        Como se observa en la figura, la manivela se encuentra en el engranaje de mayor tamaño (24 dientes), que es el engranaje transmisor. El pequeño, es decir, el receptor consta de 15 dientes. Se puede llevar a cabo una sencilla demostración colocando una pequeña pegatina en uno de los dientes del engranaje transmisor y en otro del receptor. Activando la manivela se apreciará: a) que las pegatinas (ambos engranajes) giran en sentido contrario; b) que la pegatina situada en el engranaje receptor gira más rápidamente que la situada en el engranaje transmisor, es decir, que este engranaje cilíndrico permite alterar la frecuencia o velocidad de rotación.
    Desde un punto de vista cuantitativo, se puede evaluar la razón de transmisión de los engranajes (RT) que por definición es:

    RT = (nº de dientes del engranaje receptor) / (nº de dientes del engranaje transmisor)

    Para nuestro caso RT = 0.625

    La RT aparece en un número de fórmulas importantes, a saber:

    1) frecuencia de salida = (frecuencia de entrada) / RT

     2) Momento de torsión salida = (eficiencia) x (momento de torsión entrada) x (RT)

    donde la eficiencia es:

    3) eficiencia = (trabajo útil producido) / (trabajo suministrado)

    Aplicando 1) con nuestro valor de RT vemos que una frecuencia de entrada de 1 r.p.m se traduciría en una frecuencia de salida de 1.6 r.p.m.
    Por otro lado, la eficiencia tiene en cuenta tanto el rozamiento eje cojinete de cada engranaje como el rozamiento entre dientes. La eficiencia de un engranaje cilíndrico es normalmente  muy alta, cercana a la unidad. Si aplicamos 2) con una valor de 0.98 para la eficiencia vemos que un momento de torsión de entrada de 1 N·m se traduce en un momento de torsión en la salida de 0.613 N·m. Por lo tanto, y como conclusión, nuestro engranaje cilíndrico produce un aumento de frecuencia y una disminución del momento de torsión.