Una ferrovia a cremagliera è un sistema ferroviario progettato per superare pendenze elevate, generalmente fino ad un massimo del 48%, dove i treni tradizionali non riuscirebbero a salire a causa della perdita di aderenza tra la ruota d'acciaio e la rotaia.
Nelle ferrovie ordinarie, la trazione avviene per aderenza naturale tra le ruote motrici e le rotaie. Oltre una pendenza di circa il 4%–7%, le ruote iniziano a slittare a vuoto.
La cremagliera risolve il problema trasformando la forza d'attrito in un incastro meccanico diretto:
1. La barra dentata (Cremagliera) - Al centro del binario, tra le due rotaie tradizionali, viene posizionata una terza barra d'acciaio dotata di una dentatura regolare.
2. La ruota dentata (Pignone) - Sotto il telaio del treno è montata una ruota dentata collegata ai motori.
3. L'ingranamento - Durante la marcia, i denti del pignone s'incastrano esattamente nei vani della cremagliera centrale.
In salita, il pignone si arrampica letteralmente sulla barra centrale. In discesa, lo stesso meccanismo funge da freno meccanico di sicurezza, impedendo al treno di scivolare a valle anche a motori spenti.
Nel corso della storia dell'ingegneria ferroviaria sono nati diversi brevetto per la sagomatura dei denti:
Riggenbach - Struttura a "scala", con pioli cilindrici fssati tra due piastre parallele. Uno dei sistemi storici più diffusi nell'800.
Abt - Utilizza 2 o 3 lame dentate affiancate e sfalsate, ingranate da pignoni multipli per una marcia fluida e silenziosa. Molto diffuso in Svizzera e in Italia sul Bernina RhB e il Trenino della Sila delle Ferrovie della Calabria.
Strub - Dentatura ricavata direttamente sulla testa di una barra di profilo simile a una rotaia. Semplice da posare e manutenere.
Locher - Due pignoni orizzontali che ingranano ai lati di una doppia cremagliera piatta. Evita che il treno possa sollevarsi. Utilizzato sulla ferrovia del *Pilatus* (Svizzera), la più ripida al mondo con il 48% di pendenza massima.
A cremagliera pura - La linea si sviluppa interamente su pendenze forti. I rotabili sono dotati solo di trazione a pignone.
A cremagliera mista - Il treno percorre tratte in pianura con trazione ad aderenza normale, poi innesta il pignone sulla cremagliera quando inizia il tratto di montagna.
