Engrenage

Cet article est une ébauche à compléter, vous pouvez partager vos connaissances en le modifiant.

Un engrenage est composé de deux roues dentées servant à la transmission du mouvement.

Ces deux roues dentées sont en contact l’une avec l’autre, et se transmettent de la puissance dans un mouvement de rotation. Un engrenage est composé d'un pignon (c'est ainsi que l'on nomme la seule roue ou la roue la plus petite), et d'une roue : une roue, une crémaillère ou une couronne. Quand il y a plus de deux roues dentées, on parle de train d'engrenages.

Le profil le plus répandu, en mécanique générale, est le profil en développante de cercle.

Il existe plusieurs types de dentures : les dentures droites et le dentures hélicoïdales (de hélice).

Il existe plusieurs types d'engrenages : les engrenages à axes parallèles, les engrenages concourants, les engrenages roue et vis sans fin et les engrenages roue et crémaillère.

Définitions générales

Denture : partie dentée d'une pièce mécanique.

Engrenage : ensemble de deux ou plusieurs pièces mécaniques comportant des dentures et destinés à engrener ensemble.

Engrenage à axes parallèles : engrenages dont les axes sont parallèles.

Engrenage concourant : engrenages dont les axes ont un point d'intersection.

Engrenage gauche : engrenage dont les axes ne sont ni parallèles, ni concourants.

Rapport de réduction (R) : rapport entre le nombre de dents de l'entrée et le nombre de dents de la sortie de l'engrenage. Si R est supérieur à 1 on parle de multiplicateur, si R est inférieur à 1 on parle de réducteur.

Généralités

Les engrenages sont utilisés dans toutes les branches de la mécanique pour transmettre des mouvements, de l'horlogerie jusqu'au réducteur de l'industrie lourde. La transmission se fait avec un très bon rendement énergétique. La variation de vitesse obtenue entre l'entrée et la sortie ne dépend que du nombre de dents des pièces en contact. Pour des transmissions à longue distance, en regard de la dimension des pièces, on préférera une chaîne ou une courroie.

Profils

Développante de cercle

C'est le profil universellement utilisé pour pour la transmission de puissance.

http://www.mathcurve.com/courbes2d/engrenage/engrenage.shtml

La développante de cercle est la trajectoire d'un point d'une droite qui roule sans glisser sur un cercle. Ce cercle est appelé cercle de base, de diamètre Db. La zone d'existence de la développante se situe entre le cercle de base et l'infini. Il n'existe pas de développante à l'intérieur du cercle de base. Il ne faut donc pas chercher à faire fonctionner un engrenage à l'intérieur des cercles de base des dentures qui le constitue.

Autres profils

Engrènement

Dentures

Denture droite

C'est le type de denture le plus courant. Il est utilisé dans toutes les applications de mécanique générale. Son principal défaut est d'être bruyant.

Denture hélicoïdale

Ce type de denture présente l'avantage d'être plus silencieux que de la denture droite. En contrepartie elle génére un effort axial dont l'intensité dépend de la valeur de l'angle d'hélice. Les roulements ou paliers doivent être dimensionnés pour reprendre cet effort.

Engrenages à chevrons

Une denture à chevrons est composée de deux dentures hélicoïdales mises en opposition de manière à annuler l'effort axial. Bien que séduisante du point de vue théorique, en pratique ce type de denture est compliqué, donc cher à réaliser. Les dentures à chevrons ne sont utilises que dans l'industrie lourde.

Engrenages à vis

Un engrenage à vis est un engrenage gauche qui est constitué d'une vis et d'une roue à vis conjugée. Le profil de la vis est (en général) trapézoïdal.

Formules pour les engrenages à axes parallèles

Les formules ci-dessous sont valables pour une denture normalisée.

diamète primitif $d = m \cdot z$
pas $p = m \cdot \pi$
saillie $h_a = m\,$
creux $h_f = 1,25 \cdot m$
hauteur de dents $h = h_a + h_f = 2,25 \cdot m$
diamètre de tête $d_a = d + 2 h_a = d + 2 m\,$
diamètre de pied $d_f = d - 2 h_f = d + 2,5 m\,$

Types d'engrenages

Comme chaque roue (à développante de cercle) peut être considérée comme ayant été générée par une crémaillère de référence, le premier type est l'engrenage roue et crémaillère.

Engrenages parallèles ou cylindriques

Les axes des deux roues dentées sont parallèles.

Engrenages concourants ou coniques

Les axes des deux roues dentées sont concourants.

Engrenages gauches

Les axes des deux roues dentées ne sont pas dans le même plan. Par exemple :

Engrenages gauches hélicoïdaux
Engrenages hypoïdes (à ne pas confondre avec les engrenages coniques)
Roue et vis avec engrenage restreint

Trains d'engrenages

Un train d'engrenages est une combinaison d'engrenages.

Train classique

Image manquante
Gears.jpg

Le rapport de transmission est le produit des dents menantes divisé par le produits des dents ménées. fhtyuu(§

Train planétaire (ou épicycloïdal)

Train sphérique

Liens externes

Profils d'engrenages conjugués : courbes mathématiques de profils de dents