Ο “κύκλος βήματος” είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται όταν συζητάμε τη μηχανική των γραναζιών. Είναι ο νοητός κύκλος που διέρχεται από τα σημεία όπου εφάπτονται δύο εμπλεκόμενα γρανάζια. Η γνώση της διαμέτρου του κύκλου βήματος ενός γραναζιού είναι σημαντική κατά τον υπολογισμό πολλών μετρήσεων που σχετίζονται με τη μηχανική του γραναζιού.
Δύο γρανάζια μπορούν να μπλοκάρουν με διάφορους τρόπους. Ένα γρανάζι μπορεί να περιστρέφεται μέσα σε άλλο γρανάζι, έξω από άλλο γρανάζι ή ακόμα και κάθετα σε άλλο γρανάζι. Τα εμπλεκόμενα γρανάζια μεταφέρουν ισχύ από ένα μέρος μιας μηχανής σε ένα άλλο κομμάτι της μηχανής. Για να λειτουργήσει σωστά, το σύστημα πρέπει να είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε τα γρανάζια να έχουν το κατάλληλο μέγεθος και διάμετρο ώστε να μεταφέρουν τη σωστή ποσότητα ισχύος στην επιθυμητή ταχύτητα.
Για να διασφαλιστεί ότι η ισχύς μεταφέρεται όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά, τα συστήματα γραναζιών πρέπει να σχεδιάζονται προσεκτικά έτσι ώστε τα δόντια της μίας ταχύτητας να στρέφουν τα δόντια της επόμενης ταχύτητας. Η διάμετρος του κύκλου βήματος απαιτείται για να γίνουν ορισμένοι από αυτούς τους υπολογισμούς. Όταν δύο γρανάζια εμπλέκονται αποτελεσματικά, οι κύκλοι βήματος των δύο γραναζιών πρέπει να εφάπτονται μεταξύ τους.
Ο κύκλος του βήματος μπορεί να χωριστεί σε περαιτέρω σημαντικά στοιχεία. Το κυκλικό βήμα, ή βήμα, είναι η απόσταση μεταξύ των δοντιών ενός γραναζιού. Για να ασφαλίσουν δύο γρανάζια, η απόσταση από το ένα δόντι κατά μήκος του κύκλου του βήματος μέχρι το επόμενο δόντι πρέπει να είναι ίδια και στις δύο ταχύτητες. Διαφορετικά, δεν θα συγχρονιστούν όταν περιστρέφονται. Η περιοχή ενός δοντιού του γραναζιού μεταξύ του κύκλου βήματος και της κορυφής του δοντιού του γραναζιού ονομάζεται πρόσθετο και η περιοχή από τον κύκλο βήματος μέχρι το κάτω μέρος του δοντιού του γραναζιού ονομάζεται αφαίρεση.
Αφού σχεδιαστεί ο κύκλος βήματος, μπορεί να προσδιοριστεί η διάμετρος του κύκλου βήματος και η ακτίνα του κύκλου βήματος κάθε γραναζιού. Η αναλογία της διαμέτρου του κύκλου βήματος της πρώτης ταχύτητας προς αυτή της διαμέτρου του κύκλου βήματος της δεύτερης ταχύτητας πρέπει να είναι η ίδια με την αναλογία του αριθμού των δοντιών στην πρώτη ταχύτητα προς τον αριθμό των δοντιών της δεύτερης ταχύτητας. Έτσι, γνωρίζοντας την αναλογία των δύο διαμέτρων του κύκλου βήματος, ο μηχανικός γνωρίζει επίσης πόσα δόντια πρέπει να έχει κάθε γρανάζι ανά τετραγωνική ίντσα ή τετραγωνικό εκατοστό. Ο λόγος των διαμέτρων του κύκλου βήματος των γραναζιών είναι επίσης ίσος με τον λόγο ταχύτητας, ο οποίος είναι ο λόγος της ταχύτητας περιστροφής του γραναζιού εισόδου προς την ταχύτητα περιστροφής του γραναζιού εξόδου. Επομένως, η γνώση της διαμέτρου ενός κύκλου βήματος γραναζιού είναι ζωτικής σημασίας για τον καθορισμό του εάν η μία ταχύτητα θα συνεργαστεί με την επόμενη σε ένα σύστημα μετάδοσης.