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LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C.

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1 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C.

2 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Ces dessins de Léonard de Vinci (XV ème siècle) témoignent de lutilisation de systèmes de transmission de mouvement sur un principe proche de celui des dentures des engrenages actuels.

3 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Ce principe représenté schématiquement ci-contre présente comme inconvénient une transmission non homocinétique, cest-à-dire que la vitesse de sortie nest pas constante, ce phénomène est dû ici à la variation du rayon dentraînement au cours de lengrènement. De plus, le glissement important au contact provoque une usure importante des plots et des rainures. Cette solution nest donc valable que pour de faibles vitesses et des puissances peu importantes.

4 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. On a donc cherché à créer une denture qui permette dobtenir un engrènement homocinétique ainsi qune usure réduite au contact des dents. En témoigne ce dessin détude attribué également à Léonard de Vinci.

5 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Cest ainsi que sont apparues les dentures en développante de cercle. Le profil de la dent est obtenu à partir dune courbe qui peut-être générée comme le montre la figure ci-contre.

6 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Lexamen du profil de deux roues en contact montre que les points de contact sont toujours situés sur une droite (ligne daction) inclinée par rapport à la tangente commune aux cylindres primitifs.

7 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Lengrènement de deux dents se déroule en trois phases: Les dents rentrent en contact, il y a glissement des profils durant cette phase. Le point de contact est sur les cercles primitifs, il y a roulement sans glissement Les dents arrivent en fin de contact, cest une nouvelle phase de glissement.

8 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Principaux éléments de définition dune denture droite:

9 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à denture droite: Très utilisé, cest lengrenage le plus simple. Il se comporte cinématiquement comme deux cylindres (roues de friction) en contact sur une génératrice.

10 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à denture droite: Contact extérieur Contact intérieur Pignon crémaillère Inversion du sens de rotation Conservation du sens de rotation Transformation de rotation en translation ou inversement

11 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à denture droite: Très utilisés dans beaucoup de mécanismes, ils présentent cependant comme inconvénient du bruit et des vibrations dus essentiellement à la flexion des dents durant lengrènement. Boite de vitesse pour machine

12 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à denture hélicoïdale: Pour supprimer cet inconvénient, lengrènement doit être plus progressif

13 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à denture hélicoïdale: Très utilisés, ces engrenages présentent cependant linconvénient de générer des efforts axiaux induits par linclinaison des dents.

14 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à denture hélicoïdale: Dans les mécanismes de grande puissance, ces efforts axiaux sont à lorigine de fatigue et dusure sur les paliers de guidage des arbres.

15 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à chevrons: Il peut alors savérer intéressant dutiliser des roues à chevrons.

16 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages cylindriques à chevrons: Cette solution qui pourrait paraître idéale est peu utilisée car le coût de fabrication des roues à chevrons est très élevé.

17 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages coniques: Lorsque les axes ne sont pas parallèles, il est nécessaire dutiliser dautres types dengrenages. Les engrenages coniques permettent de transmettre le mouvement entre deux axes concourants. Conique droit Conique hypoïde

18 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages coniques: Renvoi dangle

19 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages gauches hélicoïdaux: Utilisés pour transmettre le mouvement entre deux axes quelconques, ces engrenages fabriqués en fonction de la configuration sont peu utilisés.

20 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages à roue et vis sans fin: Intéressants pour le grand rapport de réduction quils peuvent offrir (1/200), ces systèmes sont aussi généralement irréversibles et donc utilisés comme anti-retour (sécurité). Ils présentent cependant linconvénient dun faible rendement et dune usure rapide dues au glissement important des surfaces de contact.

21 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages à roue et vis sans fin: Pour remédier à cet inconvénient, on utilise très souvent une roue creuse.

22 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages à roue et vis sans fin: La majorité des systèmes roue et vis sans fin qui transmettent de la puissance utilisent une vis en acier et une roue creuse en bronze pour réduire le frottement et concentrer lusure sur la roue dont le prix de revient est inférieur à celui de la vis.

23 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages à roue et vis sans fin: Dans certaines applications, on peut augmenter encore la surface de contact roue/vis en associant à la roue creuse une vis globique. Cette solution est peu employée, le prix de revient de la vis est très élevé.

24 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les engrenages à roue et vis sans fin: Notons pour finir, que la vis peut avoir plusieurs filets (dents).

25 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Pour obtenir une bonne lubrification, il faut créer un coin dhuile qui permette au lubrifiant de former une couche épaisse sous le solide en mouvement.

26 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. La forme des dentures en développante de cercle et le phénomène de glissement au début de la phase dengrènement favorise la formation du "coin dhuile".

27 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. La lubrification par barbotage est la plus utilisée, une ou plusieurs roues dentées "trempent" dans l'huile, leur mouvement projette le lubrifiant à l'intérieur du mécanisme. Celui-ci peut être amené sur les paliers par des "gouttières" placées sur les parois du bâti.

28 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. La lubrification sous pression est utilisée pour de grosses puissances qui nécessitent une lubrification dès le démarrage, ainsi qu'un refroidissement important

29 LES ENGRENAGES GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Lorsqu'il est impossible de réaliser une lubrification classique, on peut utiliser de la graisse, qui assure en outre la protection contre la corrosion des pièces métalliques.

30 GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Il existe de nombreux procédés de fabrication, procédés qui dépendent souvent du type dengrenage à fabriquer. Le plus utilisé en grande série est le «FRITTAGE» : Un agglomérat de poudres (matériau de base + additifs) est chauffé sous forte pression, le mélange obtenu possède alors une cohésion et une rigidité suffisante. LES ENGRENAGES

31 GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Les autres procédés sont des procédés dusinage classiques par enlèvement de matière. Parmi ceux-ci, citons : Le taillage par outil pignon Le taillage par fraise mère LES ENGRENAGES

32 GénéralitésDifférents typesLubrificationFabricationHistorique C.C. Enfin, des procédés de brochage pour des fabrications particulières. LES ENGRENAGES


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