203 - Le Train d'Engrenage Planétaire

Bases transmissions LES TRAINS D'ENGRENAGES A PIGNONS PLANETAIRES

Centre de Perfectionnement FRANCIS MONNOYEUR

Référence doc. : 203

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BASES TRANSMISSI0N

TABLE DES MATIERES

LE TRAIN PLANETAIRE ......................................................................................................................... 2 Principe ................................................................................................................................................ 2 Le Train Planétaire Simple ................................................................................................................... 4 Fonctionnement ................................................................................................................................... 6 Fonctionnement au Point Mort ........................................................................................................... 12 Fonctionnement en Prise Directe ....................................................................................................... 13 Train Planétaire à Double Satellites ................................................................................................... 14 Application dans une Boîte de Vitesses ............................................................................................. 20

Rédigé par : Roger LECULLIEZ Centre de Perfectionnement FRANCIS MONNOYEUR

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BASES TRANSMISSIONS

LE TRAIN PLANETAIRE Principe

Le train d'engrenage à pignon planétaire est également appelé train planétaire ou train épicycloïdaux.

Un train planétaire simple comprend trois éléments concentriques; - un pignon central appelé planétaire, - un ou plusieurs pignons, généralement trois, appelés satellites en prise sur le planétaire, les satellites sont libres sur leur axes, - Les axes de rotation des satellites sont installés sur un plateau commun appelé porte satellites. - une couronne dentée, les satellites sont en prise à l'intérieur de celle ci. Le train planétaire reçoit et restitue un mouvement rotatif après l'avoir modifié en vitesse, donc en couple et éventuellement en sens de rotation.

Pour fonctionner, le train planétaire doit avoir impérativement: - un élément moteur, - un élément bloqué, - un élément récepteur ou menant. Le train planétaire est couramment utilisé dans les réductions finales de chaînes cinématique, dans les boîtes de vitesses, le coupleur différentiel des gros tracteurs à chaînes...

Principaux avantages Peu encombrant, l'ensemble tient dans l'encombrement de la couronne. Réduit ou augmente la vitesse de rotation et le couple en fonction des organes moteurs, bloqués ou menant. Supporte bien les efforts mécaniques, les forces centrifuges sont contenues sur des pièces de forme cylindrique et les efforts de dentures sont équilibrés par la disposition des planétaires. Le couple est réparti sur plusieurs dentures, l'augmentation du couple peut être réalisée par un satellite supplémentaire. Permet de multiples combinaisons en jouant sur l'élément moteur, bloqué ou menant, l'ensemble peut être couplé à un autre train planétaire.

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LE TRAIN PLANETAIRE Principe

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LE TRAIN PLANETAIRE Le Train Planétaire Simple

Le planétaire est repéré A. Les satellites sont repérés C. Au nombre de trois, ils sont calés à 120° l'un de l'autre pour équilibrer les forces. La couronne est repérée B. Les satellites sont montés fous sur des axes portés par le porte satellite lui même guidé en rotation par un axe qui traverse le support de la couronne.

Fonctionnement Pour transmettre une puissance, il faut que l'un des trois axes soit moteur, (soit A, B, ou C), un autre doit être immobilisé, à ce moment, le troisième axe sera entraîné et transmettra couple et vitesse de rotation. S'il n'y a pas immobilisation de l'un des trois axes, le mouvement arrivant au train planétaire n'est pas retransmis, le système est débrayé.

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LE TRAIN PLANETAIRE Le train planétaire simple

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BASES TRANSMISSIONS

LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement

Soit le planétaire A moteur, il tourne à droite. La couronne B est immobilisée par un dispositif quelconque. Le porte satellite C résistant est l'élément mené, il transmet le mouvement circulaire à la continuité de la chaîne cinématique.

Fonctionnement Le pignon planétaire cherche à entraîner le satellite. La couronne est fixe, le satellite est en appuis dans la denture intérieure. Le satellite roule ( à gauche) à l'intérieur de la couronne en entraînant le porte satellite vers la droite.

Le couple moteur à été transmis du planétaire au porte- satellite grâce à l'appui fixe du satellite dans la couronne. La vitesse de rotation en sortie est réduite par rapport à la vitesse en entrée. Le sens de rotation en sortie est le même que le sens de rotation en entrée.

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LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement

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LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement

Soit le planétaire A moteur, il tourne à droite. Le porte satellite C est immobilisé. La couronne B résistante permet de récupérer le mouvement circulaire.

Fonctionnement Le planétaire A oblige le satellite à tourner à gauche autour de son axe fixe. La rotation du satellite provoque la rotation à gauche de la couronne.

Le couple moteur est transmis depuis le planétaire C vers la couronne B grâce à l'appui sur le porte satellite. La vitesse de rotation en sortie est réduite par rapport à la vitesse en entrée et le sens est inversé.

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LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement

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LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement

Suivant l'élément que le constructeur décide d'immobiliser, il y à trois possibilités d'utilisation. Comme les autres éléments peuvent être soit menants, soit menés, un train planétaire fourni six possibilités d'emploi. Toutes ces possibilités peuvent se résumer sous forme de tableaux.

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LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement

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LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement au Point Mort

Dans le premier exemple, si la couronne B n'est plus immobilisée, le mouvement du satellite A n'entraîne plus le porte satellite C puisqu'il n'y a plus d'appui possible sur la couronne. Celle ci est entraînée en sens inverse et tourne folle sur son axe.

Dans le deuxième exemple, si le porte satellite n'est plus immobilisé alors que la couronne est résistante, le mouvement n'est plus transmis à la couronne et le porte satellite tourne fou.

Quelle que soit la combinaison utilisée, il suffit que l'un des éléments soit libre pour réaliser une mise au point mort.

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LE TRAIN PLANETAIRE Fonctionnement en Prise Directe

La prise directe permet de transmettre le mouvement moteur vers l'arbre menant sans aucune transformation. La prise directe est obtenue en reliant deux éléments tournant entre eux, par exemple; le planétaire et le porte satellite, le porte satellite et la couronne, le planétaire et la couronne.

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LE TRAIN PLANETAIRE

BASES TRANSMISSIONS Train Planétaire à Double Satellites

La construction est semblable à celle du train à simple satellite. La différence réside dans le fait que deux satellites sont intercalés entre planétaire et couronne.

Chaque paire de satellites est en prise mutuelle, leurs axes sont solidaires du même porte satellite.

Ce montage permet d'inversé le sens de rotation de la pièce menée. Les différentes possibilités déterminent encore six combinaisons possibles.

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LE TRAIN PLANETAIRE

BASES TRANSMISSIONS Le Train Planétaire à Double Satellite

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LE TRAIN PLANETAIRE Application à une Réduction Finale de Chargeuse à Pneus

La vitesse de rotation des arbres de transmission en sortie du couple conique doit être réduite. Cette réduction de vitesse permet de fournir un couple moteur plus important sur l'entraînement de la roue. L'élément moteur est le planétaire, entraîné par un arbre solidaire du couple conique, donc de la boîte de vitesses. La couronne est fixe, solidaire du châssis.

Le porte satellite entraîne le couvercle sur lequel est fixée la roue.

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LE TRAIN PLANETAIRE Application à une Réduction Finale de Chargeuse à Pneus

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LE TRAIN PLANETAIRE Application à une Réduction Finale de gros Chargeur à Chaînes

L'augmentation du couple est telle qu'elle dépasse les possibilités d'un train planétaire simple. Le constructeur a associé deux trains planétaires dans le même carter pour obtenir le résultat souhaité.

L'élément moteur est le planétaire, entraîné par un arbre solidaire du couple conique, donc de la boîte de vitesses. La couronne solidaire du châssis est fixe, elle est commune aux deux trains. Le porte satellite est récepteur, il entraîne le deuxième planétaire. Les satellites sont en prise dans la couronne fixe, le porte satellite entraîne le couvercle sur lequel sont fixés les secteurs dentés du barbotin.

Illustration, commande finale de D10R.

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LE TRAIN PLANETAIRE Application à une Réduction Finale de gros Chargeur à Chaînes

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BASES TRANSMISSIONS

LE TRAIN PLANETAIRE Application dans une Boîte de Vitesses

Une boîte de vitesses utilise plusieurs trains planétaires. En général, un ensemble de train permet d'obtenir la sélection de vitesse et deux autres trains permettent la sélection de sens de marche. Les trains qui ne sont pas en service sont libres. Les trains en services ont un élément bloqué, souvent la couronne par rapport au carter de la boîte de vitesses. Le blocage de l'élément est assuré par le serrage d'un embrayage hydraulique.

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LE TRAIN PLANETAIRE Application dans une Boîte de Vitesses

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