Roues de Friction

TECHNOLOGIE DE CONSTRUCTION  Transmission de puissance par roues de friction 1. PRINCIPE : Deux roues cylindriques (ou coniques) sont en contact sur une génératrice et soumises à un effort presseur. Le frottement au contact des deux roues permet de transmettre une puissance de la roue motrice vers la roue réceptrice. R2

VA

R1

Hypothèse: On admettra pour l’étude qui suit que les deux roues roulent sans glisser l’une sur l’autre. P

A

P

Données: Effort presseur P Coefficient de frottement entre roues f 

N1 moteur

N2 réce réce teur teur

2.RAPPORT DES VITESSES : Au point A, du fait de l’hypothèse de roulement sans glissement, on a VA1 = VA2, donc, en en appliquant la loi V = R * ù, on obtient R1 * ù1 = R2 * ù2. On peut donc en e n déduire la relation des vitesses:

N1 * R1 = N2 * R2

3.COUPLE TRANSMISSIBLE : R 

Nous allons déterminer le couple maximum que l’on peut obtenir sur la roue réceptrice. Le couple est transmis par l’effort tangentiel T qui agit sur le rayon R2.

P

T A

On sait (cours sur le frottement) qu’à la limite du glissement, on a T = N * f  ó T = P * f ici. Donc le couple maximum transmissible vaut : C = P * f * R2

R2

Si l’on veut augmenter la puissance transmissible, on peut: - Augmenter l’effortP l’effort P presseur entre les roues - Augmenter le coefficient de frottement f  - Augmenter le rayon des roues (peu intéressant)

4.DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES : Choix des matériaux: Il faut choisir des matériaux ayant un coefficient de frottement important, en réservant le matériau le plus tendre à la roue motrice pour éviter la formation de « creusures » lors des démarrages s’il se produit du glissement.

1/3

Principales utilisations: Les roues de friction sont utilisées essentiellement dans des transmissions à faible puissance (petits appareils portables comme « Walkman », …), ou bien dans des variateurs de vitesse comme le modèle présenté ci-dessous. Principe du variateur de vitesse

Le déplacement du rouleau bi-conique entraîne des variations des rayons de contact avec les plateaux moteur et récepteur. Ce mécanisme permet de travailler aussi bien en réducteur qu’en multiplicateur de vitesse. Ce système est équipé d’un réglage automatique de l’effort presseur fonction du couple résistant. Tout d’abord un ressort à spires jointives donne l’effort presseur minimum entre plateaux et galet bi-conique, un élément semblable à une butée à billes mais dont les chemins de roulement définis ci-dessous permettent l’augmentation de l’effort presseur en fonction du couple résistant sur l’axe de sortie. Développé des chemins de roulement: Billes

5. EXERCICE D’APPLICATION : On considère le système définit ci-contre. Roue 1 motrice de vitesse N1 = 180 tours/min. Effort presseur entre roues: P = 120 N Coefficient de frottement roue1/roue2: f = 0,4

0120

On demande de calculer la puissance maximum disponible sur la roue2. 2/2