Transmission de Puissance

Transmission de puissance par engrenages cylindriques à denture droite

TRANSMISSION DE PUISSANCE PAR ENGRENAGES CYLINDRIQUES A DENTURE DROITE

Transmission de puissance par engrenages cylindriques à denture droite

Introduction : Il existe différentes solutions technologiques pour transmissions de puissance entre deux arbres mouvements de rotation en rapport constant.

Transmission de puissance par engrenage

réaliser animés

Transmission de puissance par chaîne ou par courroie (par liens flexibles)

les de

Transmission de puissance par engrenages cylindriques à denture droite

1- Généralités sur les engrenages : Les engrenages sont des composants mécaniques essentiels : ils font partie des systèmes de transmission de mouvement et de puissance les plus utilisés, les plus résistants et les plus durables. Ils sont normalisés. Les engrenages fabriqués avec la norme internationale ISO présentent l’avantage d’être facilement interchangeables et permettent des possibilités de fabrication plus économiques.

1-1 Définition : Un engrenage est un ensemble de deux roues munies de dents assurant un entraînement dit positif (sans glissement possible) entre deux axes peu éloignés l’un de l’autre. Vocabulaire: Pignon : Plus petite des deux roues dentées d’un engrenage.

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1- Généralités sur les engrenages : 1-2 Bref historique : L’entraînement positif entre deux axes a été l’objet de nombreuses évolutions au cours des âges.

Ces dessins de Léonard de Vinci (XVème siècle) témoignent de l’utilisation de systèmes de transmission de mouvement sur un principe proche de celui des dentures des engrenages actuels.

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1- Généralités sur les engrenages : 1-2 Bref historique : Ce principe représenté schématiquement cicontre présente comme inconvénient une transmission non homocinétique, c’est-àdire que la vitesse de sortie n’est pas constante, ce phénomène est dû ici à la variation du rayon d’entraînement au cours de l’engrènement. De plus, le glissement important au contact provoque une usure importante des plots et des rainures. Cette solution n’est donc valable que pour de faibles vitesses et des puissances peu importantes.

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1- Généralités sur les engrenages : 1-2 Bref historique : On a donc cherché à créer une denture qui permette d’obtenir un engrènement homocinétique ainsi qu’une usure réduite au contact des dents.

En témoigne ce dessin d’étude attribué également à Léonard de Vinci.

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1- Généralités : 1-3 Les grandes familles d’engrenage :

Nom Engrenage cylindrique à denture droite Engrenage cylindrique à denture hélicoïdale

Engrenage conique Engrenage à roue et vis sans fin

Photo

Représentation

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1- Généralités sur les engrenages : 1-4 Schématisation des engrenages :

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1- Généralités sur les engrenages : 1-5 Systèmes d’engrenage à denture droite : Denture extérieure

Inversion du sens de rotation

Denture intérieure

Conservation du sens de rotation

Système pignon crémaillère

Transformation d’un mouvement de rotation en mouvement de translation (ou vice-versa)

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1- Généralités sur les engrenages : 1-5 Systèmes d’engrenage à denture droite : L’engrenage cylindrique à denture droite est le plus utilisé et le plus simple. Il se comporte cinématiquement comme deux cylindres (roues de friction) en contact sur une génératrice.

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1- Généralités sur les engrenages : 1-5 Systèmes d’engrenage à denture droite :

La suite du cours ne traite que de ce type d’engrenage!!!

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2- Définition géométrique : 2-1 Cercle primitif : Dans un engrenage, une roue dentée doit entraîner la rotation de l’autre, avec pour contrainte principale : l’homocinétie, c’est-à-dire la constance du rapport des fréquences angulaires.

 2 / 0 r2 Z 2 k12    1 / 0 r1 Z1 Remarque : pour un engrènement extérieur, le sens de rotation entre la roue menante et le roue menée est inversé.

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2- Définition géométrique : 2-1 Cercle primitif : L’analogie peut être faite avec les roues de friction. Cependant, les roues de friction ne peuvent transmettre que des couples faibles : limite d’adhérence.

I

Un système similaire permettant de transmettre des couples élevés est l’engrenage. Il transmet la puissance par obstacle (par l’intermédiaire de dents), et non par adhérence.

I

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2- Définition géométrique : 2-1 Cercle primitif :

Principe :

Les deux cercles primitifs doivent rouler sans glisser l’un sur l’autre

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2- Définition géométrique : 2-1 Cercle primitif : Lorsque le pignon 1 engrène sur la roue 2, les cercles primitifs des deux roues roulent l’un sur l’autre sans glisser au point I (pas de patinage, analogie avec deux roues de friction roulant l’une sur l’autre sans glisser).

I

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2- Définition géométrique : 2-2 Profil de denture : développante de cercle L’analogie peut être faite avec le système poulies-courroie croisée. La courroie s’enroule et se déroule sans glisser autour des cercles de base des poulies.

Le profil des dents d’engrenage en développante de cercle est le plus utilisé. Il est obtenu en faisant rouler sans glisser une roulante rectiligne sur cercle de base.

Développante 2

Développante 1

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2- Définition géométrique : 2-2 Profil de denture : développante de cercle Profil en développante de cercle : profil de la dent

Cercle de base

Cette courbe est obtenue comme dans la figure ci-dessus, en développant un cercle appelé cercle de base.

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2- Définition géométrique : 2-2 Profil de denture : développante de cercle

Développante 2

Développante 1

Cette courbe est obtenue comme dans la figure ci-dessus, en développant un cercle appelé cercle de base.

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2- Définition géométrique : 2-3 Principe de l’engrènement : ligne d’action :

Si deux cercles de base munis de courbes en développante de cercle sont espacés d’un entraxe ∆, on constate que pendant l’engrènement, les deux développantes restent en contact suivant une droite appelée ligne d’action inclinée d’un angle α par rapport à la tangente commune à deux cercles appelés cercles primitifs.

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2- Définition géométrique : 2-3 Principe de l’engrènement : ligne d’action :

On peut montrer que si r est le rayon primitif, on a la relation : r = rb * cos α

Cet angle α est appelé angle de pression et vaut dans le cas général 20°. Il définit l’inclinaison de la ligne d’engrènement par rapport à la tangente des cercles primitifs. Dentures spécifiques : 15°