P OULIE - COURROIE ET PIGNON - CHAINE Par : Mariam SATTOURA

T RANSMISSION PAR POULIE ET COURROIE

U N SYSTÈME POULIE - COURROIE PERMET DE TRANSMETTRE PAR ADHÉRENCE UN MOUVEMENT DE ROTATION CONTINU ENTRE DEUX ARBRES ÉLOIGNÉS.

D ÉTERMINATION DE LA FONCTION PRINCIPALE ET DES FONCTIONS CONTRAINTES

Fonction principale : FP1 : Transmettre par adhérence l’énergie entre deux arbres en rotation. Fonctions contraintes : FC1 : S’adapter au support. FC2 : Limiter les pertes énergétiques. FC3 : Résister au milieu ambiant.

P OULIE Une poulie est une pièce en forme de roue et servant à la transmission du mouvement. Elle est destinée à être utilisée avec une courroie, dont la forme est adaptée selon les cas d'utilisation. rouetransmission du mouvementcourroie Une poulie menante est, directement reliée à la source d’énergie et entraîne grâce à la courroie la poulie menée.

T YPES DE POULIE Poulie plate Poulie crantée Poulie trapézoïdale

P OULIE PLATE

P OULIE CRANTÉE

P OULIE TRAPÉZOÏDALE

C OURROIE Une courroie est un lien flexible destiné à assurer une transmission de puissance entre un arbre moteur et un arbre récepteur dont les axes peuvent occuper diverses positions relatives.

La vitesse et le couple transmis par l’arbre moteur peuvent varier en intensité et en sens (brins croisés ou non) en fonction des valeurs relatives des diamètres primitifs d1 et d2 respectivement des poulies motrice 1 et réceptrice 2 en liaison pivot avec le bâti. Les types de courroie :  Courroie plate  Courroie crantée  Courroie trapézoïdale

C OURROIE PLATE

L ES CARACTÉRISTIQUES D ’ UNE C OURROIE PLATE Très silencieuse. Rapport de réduction élevé. Grande vitesse et faible couple. Rendement élevé (95à98%)

C OURROIE CRANTÉE

L ES CARACTÉRISTIQUES C OURROIE CRANTÉE Transmission silencieuse sans glissement. Une des deux poulies doit être flasquée afin que la courroie ne sorte pas des poulies.

C OURROIE TRAPÉZOÏDALE

L ES CARACTÉRISTIQUES D ’ UNE COURROIE TRAPÉZOÏDALE Puissance transmissible élevée. Courroie « v » très utilisées en électroménager.

L ES CRITÈRES D ’ UNE COURROIE Une grande flexibilité ; Une certaine élasticité (pour les installations de faible puissance) ; Une bonne résistance à la rupture due par la traction ; Une bonne résistance à la fatigue (battement de la courroie du faite de sa souplesse) ; Un faible niveau sonore.

L ES COMPOSANTS D ’ UNE COURROIE Une courroie est généralement formée d’une structure fibreuse, de nature diverse, noyée dans un corps en élastomère obtenu par un coulage en moule et d’une enveloppe en textile spécialement tissée et traitée pour le contact poulie-courroie.

L ES COMPOSANTS D ’ UNE COURROIE

Elastomères possibles : · le polyuréthane ; · le polychloroprène ; · le nylon ; · le néoprène. Les fibres peuvent être : · en aramide (kevlar) ; · en acier ; · en polyester ; · en verre.

R ELATIONS À UTILISER POUR UN CALCUL APPROCHÉ Rapport de transmission: r1/2 = w sortie / w entrée =d entrée / d sortie d entrée, d sortie : diamètre des poulies ( mm ) w sortie, w entrée : vitesses angulaires respectives des poulies motrice et réceptrice ( rad/s ).

R EMARQUE Dans le cas d'une courroie plate, l'épaisseur de la courroie est faible devant les rayons des poulies, le rapport de transmission est égal au rapport des diamètres des poulies. · Dans le cas d'une courroie trapézoïdale, d'épaisseur plus importante, les diamètres à considérer sont les diamètres primitifs des poulies. · Si le sens de rotation des poulies est identique, le rapport de transmission est positif.

V ITESSE LINÉAIRE D ’ UNE COURROIE « V » V = w. R V : vitesse linéaire (m/s) w : vitesses angulaires (rad/s) R : rayon (m)

C ALCUL DE LA LONGUEUR DE COURROIE EN "V" L = 2C + 1,57(D + d) L = Longueur de courroie C = Distance Centre à Centre des poulies D = Diamètre de la grande poulie d = Diamètre de la petite poulie

T ENSION DE POSE ET TENSIONS PENDANT LE FONCTIONNEMENT D ’ UNE COURROIE La tension initiale des courroies est indispensable pour garantir l’adhérence et assurer la transmission du mouvement. La tension de pose To de la courroie correspond à la tension qui règne dans la courroie en l'absence de couple sur les poulies motrice et réceptrice.

Le couple C, limite au-delà de laquelle apparaît un phénomène de glissement entre la poulie et la courroie est d'autant plus important: · que la tension initiale de pose To est élevée ; · que le coefficient d'adhérence entre la poulie et la courroie est élevé ; · que l 'angle d'enroulement de la courroie sur la poulie est important.

LE G ALET TENDEUR

D ISPOSITIF DE TENSION Liaison de type « pivot »: Contact extérieur : - augmentation de l’angle d’enroulement sur les poulies - peut assurer la fonction d’embrayage - débrayage - à éviter pour les courroies trapézoïdales Contact intérieur: Le galet doit être placé de façon à ne pas trop diminuer l’angle d’enroulement de la petite poulie.

D ISPOSITIF DE TENSION Liaison de type « glissière »: Contact extérieur: - augmente l’angle d’enroulement sur les poulies. - à éviter pour les courroies trapézoïdales Contact intérieur:  Le galet doit être placé de façon à ne pas trop diminuer l’angle d’enroulement de la petite poulie.

A VANTAGES La possibilité d’une variation d’entraxe et de position relative entre les arbres moteur et récepteur ; Une relative souplesse dans la transmission: l’ élasticité du matériau constituant la courroie confère à celle-ci un rôle d’amortisseur de couple ; Une possibilité de glissement (courroie / poulie) dans le cas de fortes charges transmises : fonction de limiteur de couple à glissement ;

Une non nécessité de lubrification Un entretien limité au réglage périodique de la tension initiale ; Un fonctionnement silencieux ; Une grande durée de vie ; Un bon rendement supérieur à 95 %. AVANTAGES

L ES INCONVÉNIENTS L’ encombrement des éléments de guidage (roulements, coussinets...) dans les paliers soumis à des efforts radiaux souvent importants (dépendant directement des tensions dans la courroie). Couple transmissible faible pour des courroies plate. Tension initiale de la courroie nécessaire pour garantir l’adhérence.

E XEMPLE

T RANSMISSION PAR PIGNON - CHAINE

U N SYSTÈME PIGNON - CHAINE PERMET DE TRANSMETTRE PAR OBSTACLE, À L ’ AIDE D ’ UN LIEN ARTICULÉ « CHAÎNE », UN MOUVEMENT DE ROTATION CONTINU ENTRE DEUX ARBRES ÉLOIGNÉS PARALLÈLES.

D ÉTERMINATION DE LA FONCTION PRINCIPALE ET DES FONCTIONS CONTRAINTES

Fonction principale : FP1 : Transmettre par obstacle l’énergie entre deux arbres en rotation. Fonctions contraintes : FC1 : S’adapter au support. FC2 : Limiter les pertes énergétiques. FC3 : Résister au milieu ambiant.

L A CHAINE une chaîne est un ensemble de maillons identiques permettant une transmission de mouvement. chaîne maillons transmission de mouvement

L ES PIGNONS En mécanique générale, le pignon désigne un disque d'acier crénelé, c'est-à- dire comportant des dents généralement à sa périphérie. mécanique générale disque dents On retrouve les pignons dans deux grandes solutions de transmission mécanique : les engrenages et les transmissions à chaîne. transmission mécanique

CHAINES A ROULEAUX Ce sont les plus utilisées en transmission de puissance. Vitesse limite : 12 à 15 m/s.

P RINCIPAUX CONSTITUANTS

F ERMETURE P RINCIPAUX

RAPPORT DE TRASNSMISSION r = N (pignon mené) / N (pignon menante) = Z (pignon menante) / Z (pignon mené) = D (pignon menante) / D (pignon mené) N (pignon mené) et N (pignon menante) : vitesse des deux pignons (m/s). Z (pignon menante) et Z (pignon mené) : nombre de dents des deux pignons. D (pignon menante) et D (pignon mené) : diamètre des deux pignons (m).

E XEMPLE

A PPLICATIO N

A PPLICATION N °1 Transmission et adaptation de mouvement par poulies courroie dans le volant à retour de force Ferrari

Données constructeur : Courroie crantée (3) Poulie motrice (1) : Diamètre d’enroulement de la courroie : d1 = 10 mm Poulie réceptrice (2) : Diamètre d’enroulement de la courroie : d2 = 60 mm Moteur (4) rendement maxi : Rendement : m = 50,43 % Vitesse de rotation du moteur : N1/0 = 1300 tr/min Tension : U = 24Vcc Couple moteur : C = 18,9 mNm = 18, Nm Intensité : I = 0,209 A Puissance sortie moteur : P m = 2,531 W

O N DEMANDE : 1- De calculer le rapport de transmission. 2- De calculer la vitesse linéaire de la courroie.

S OLUTION 1- r = d1 / d2 = 10/60 = 1/6 =0.166 < 1 (réducteur) 2- V = R. w N1/0 = 1300 tr/min W = (2 . N) / 60 = (2  ) / 60 = 136,13 rad/s V = ,13 = 680,65 m/s

A PPLICATION N° 2 système pignon-chaine d’une bicyclette

L ES CHANGEMENTS DE VITESSE SONT POSSIBLES GRÂCE À UN MOYEU À VITESSES INTÉGRÉES. MOYEU À VITESSES INTÉGRÉES

Données : z 1 = 59 (motrice) z 2 = 25 (réceptrice) On demande : de calculer le rapport de transmission.

Solution : r = z 1 / z 2 = 59 / 25 = 2,36 > 1 (multiplicateur)

C’ EST TERMINÉ Merci !