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Transmissão mecânica, vulgarmente conhecida como câmbio mecânico, é um dispositivo que emprega engrenagens para permitir, ao condutor de um veículo automotor, aperfeiçoar as condições de velocidade e torque em função das condições de carga e do terreno em que trafega, de tal forma a obter maior rendimento em termos de consumo e tempo.
O número de marchas (velocidades), teoricamente, é ilimitado, no entanto, na prática, por problemas de espaço e mesmo de complexidade em termos de dirigibilidade, as caixas de câmbio possuem no máximo para veículos pesados, algo em torno de 18 ou 36 marchas. Isso, no entanto, não deve dar uma indicação da potência do motor do veículo, na verdade podemos dizer que quanto mais torque o motor puder fornecer, menor o número de marchas necessário à realização do trabalho, portanto, entre veículos destinados à um mesmo tipo de trabalho, o que possuir menor número de marchas é o que terá o motor mais potente.
As condições de dirigibilidade do veículo, velocidade e torque, são definidas através de cálculos de engrenamento baseados no torque máximo do motor, conhecidos como diagrama dente de serra, entre outras técnicas.
A marcha desejada é selecionada através do posicionamento da alavanca do câmbio, que fica no interior da cabine do motorista, podendo ou não ser auxiliada por válvulas pneumáticas ou hidráulicas. Essa alavanca permite, através de um mecanismo de seleção e engate, a escolha da marcha apropriada. O engate se dá através da utilização simultânea da alavanca com o acionamento da embreagem, cuja função nesse contexto é interromper o torque proveniente do motor, permitindo ao sistema de engate vencer apenas a inércia gerada pelo disco da embreagem, eixo piloto (eixo de entrada), contra eixo (eixo intermediário) e a engrenagem correspondente à marcha engatada.
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