Chapitre 6 - Les Engrenages

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CHAPITRE VI

Généralité sur les Engrenages 1- Définition Un engrenage est un mécanisme élémentaire composé de deux roues dentées mobiles autour d’axes de position relative invariable. L’une des roues entraîne l’autre par l’action des dents successivement en contact. La roue qui a le plus petit nombre de dents est appelée PIGNON. Suivant la position relative des axes des roues, on distingue : - les engrenages parallèles (axes parallèles), - les engrenages concourants (axes concourants), - les engrenages gauches (les axes ne sont pas dans un même plan).

Figure 1 : Engrenage parallèle

Figure 2 : Engrenage concourant

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Figure 3 : Engrenage gauche

2- Caractéristiques d’une roue à denture droite normale (α α=20°) Toutes les roues à denture droite et de même module engrènent entre elles, quels que soient leur diamètre et leur nombre de dents.

Figure 4 :

Figure 5:

Le module (m) est le quotient du pas exprimé en millimètres par le nombre π

Figure 6:

Le reste des caractéristiques des dentures droite existe à la page 221 du guide du dessinateur Industriel. Dr. S. HAMZA

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3- Caractéristiques d’une roue à denture hélicoïdale normale (β β=20°) Toutes les roues à denture hélicoïdale de même module (réel ou apparent) et de même angle d’hélice engrènent entre elles, quels que soient leur diamètre et leur nombre de dents, mais les hélices doivent être de sens contraire (l’une à droite et l’autre à gauche).

Figure 7 : Engrenages droits à denture hélicoïdale Les dentures hélicoïdales assurent une transmission avec un faible frottement d’un flanc sur l’autre (moins de vibrations, bon rendement), mais elles engendrent une poussée axiale. On peut remédier à cette poussée en utilisant deux dentures inclinées en sens inverse.

4- Roue et vis sans fin La transmission est réalisée à l’aide d’une vis à un ou plusieurs filets engrenant avec une roue. Afin d’augmenter la puissance transmissible, on choisit des matériaux à faible coefficient de frottement. Le sens d’hélice est le même pour la vis et la roue

Figure 8 : Roue et vis sans fin Dr. S. HAMZA

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5- Représentations des engrenages

Figure 9 : Efforts sur les dents

Figure 10 : Engrenage intérieur

Figure 11 : Engrenage pignon crémaillère Dr. S. HAMZA

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6- Trains d’engrenages 6.1- Définitions : Engrenage : mécanisme constitué de deux roues dentées (pignon, petit diamètre et roue, grand diamètre), en engrènement et guidées par un « bati ». Trains d’engrenages : combinaison d’engrenages Rapport d’engrenage, noté (u) : rapport du nombre de dents de la roue par celui du pignon. Rapport de transmission (i) : c’est le rapport (vitesse d’entrée / vitesse de sortie).

Figure 12 : Trains à un engrenage

Figure 13 : Engrenage intérieur

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Figure 14 : Train à un engrenage avec roue d’inversion

Figure 15 : train à deux engrenages

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6.2- Rapport de transmission généralisé (raison) On peut généraliser la formule de Willis à un train d’engrenages épicycloïdal. Dans le mouvement relatif, le train d’engrenages est à axes fixes. On choisit alors, à une des extrémités de la chaîne cinématique, constituée par cette succession d’engrenages, un premier pignon que l’on appelle (1), le pignon situé à l’autre extrémité de la chaîne sera le dernier pignon nommé (N). En supposant une puissance fictive transmise du pignon (1) au pignon (N), à chaque contact de denture un pignon est menant, l’autre est mené ; on peut alors écrire :

RN

1

N ωN Z y = = (−1) . ∏ menant = raison de base du train ω1 Z mené 1

y : est le nombre de contact(s) « extérieur(s) » (inversion du sens de rotation)

Figure 16 : Train à n engrenages

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6.3- Lubrification Une lubrification soignée est indispensable : - à grande vitesse : on utilise des jets d’huile qui lubrifient et évacuent la chaleur ; - à faible vitesse : on adopte le barbotage dans l’huile ou le graissage.

Figure 17 : Lubrification par bain d’huile des engrenages

7- Bibliographie : - Guide du dessinateur Industriel (Hachette). - Construction mécanique, tome 1 AFNOR (Nathan). - Guide interactif du dessinateur industriel. - Construction mécanique , Transmission de puissance (1. Principes),2ème édition Dunod

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