A relação de engrenagem representa a relação entre o número de dentes entre as duas engrenagens que se encaixam. A relação de engrenagem de cremalheira e pinhão é ligeiramente diferente porque mede a distância percorrida pela cremalheira. Esta relação mostra o número de revoluções que cada engrenagem faz em relação à cremalheira em que se move. Engrenagens de cremalheira e pinhão convertem o movimento rotacional em movimento linear.
Um sistema de engrenagem de cremalheira e pinhão consiste em uma engrenagem redonda conhecida como pinhão e um componente chato e dentado conhecido como cremalheira. O princípio é o mesmo, mas ao invés do número de rotações, a relação determina a distância linear percorrida pela cremalheira a cada rotação do pinhão. Engrenagens de cremalheira e pinhão são usadas para dirigir em alguns automóveis, escadas rolantes e alguns bondes e ferrovias que possuem a engrenagem de cremalheira e pinhão no meio da pista para escaladas íngremes.
Em vez de contar o número de dentes em cada engrenagem, meça a distância que a cremalheira se move em polegadas. Meça a distância do final da cremalheira até um ponto arbitrário, gire o pinhão uma volta completa e meça a distância novamente. A diferença entre os dois é a relação de transmissão.
Para duas engrenagens redondas padrão, a relação de engrenagem é calculada contando o número de dentes em cada engrenagem e dividindo o número de dentes na engrenagem acionadora pelo número de dentes na engrenagem acionada. Por exemplo, uma engrenagem com 25 dentes aciona uma engrenagem com 75 dentes. Dividindo 25 por 75, você obtém uma proporção de 3/1, o que significa que para cada três rotações que a engrenagem acionadora faz, a engrenagem maior gira uma vez.