On appelle
le point de contact entre les deux cylindres.
Il y a roulement sans glissement si
;
est le point de contact entre les deux cylindres.
Calculons en premier lieu la vitesse du point
appartenant au cylindre
par rapport à
.
Appelons
un point de l'axe
alors en utilisant la relation de transport des vitesses on obtient :
Introduisons une base tournante orthonormée directe en posant
un axe aligné suivant l'axe
,
un axe aligné avec la manivelle
le trièdre est complété par l'axe
.
Décomposons les vecteurs dans cette base pour effectuer les calculs :
le point
étant sur l'axe de rotation,
finalement, il vient :
Calculons maintenant la vitesse du point
appartenant au cylindre
par rapport à
.
Appelons
un point de l'axe
alors
avec
,
.
Il reste à déterminer le vecteur
. Or le point
appartient aussi à la manivelle
et
.
On peut ainsi calculer cette vitesse en utilisant la relation :
.
Le point
étant fixe par rapport à
,
et comme
et
on obtient :
et finalement :
La condition de roulement sans glissement est donc
.
Elle impose une dépendance entre les vitesses de rotation.