5-transmission par chaine

T i i h iTransmission par chaine

1Cours ‐ Chapitre n°5 : Transmission par chaine

1. Fonction

Les chaines sont des éléments flexibles qui permettent de transmettre la puissance entre deux arbres d’axesparallèles éloignés l’un de l’autreparallèles éloignés l un de l autre.

MoteurP1 , I1, N1

Avantages

• un rapport de vitesse précis, grâce à l’absence deli t

RécepteurP I N

glissement;

• un rendement élevé, lorsque la chaîne est bienchoisie et bien entretenue;

P2 , Ir2, N2

• une durée de vie assez longue (durée de vienominale de 15 000 h; avec une grande fiabilité;

l ibilité d’ t î l i b à tiInconvénients

• la possibilité d’entraîner plusieurs arbres à partirde la même source de puissance;

• un montage et un entretien plus simples et, parconséq ent n pri de re ient moins éle é q e

• un niveau sonore plus élevé que celui des courroies;

• l’absence d’amortissement des chocs;

conséquent, un prix de revient moins élevé quecelui d’une transmission par engrenages;

• la possibilité de fonctionner dans des conditionsd’utilisation plus difficiles que celles appliquées

• la nécessité d’une lubrification appropriée pendanttoute la durée de leur utilisation;

• une masse linéique élevée et de ce fait ned’utilisation plus difficiles que celles appliquéesaux courroies (températures plus élevées, chargesplus importantes, chocs plus sévères, etc.).

supportent pas les grandes vitesses;

Les chaînes sont utilisées en transmission de

Domaines d’applications


puissance mais aussi en manutention, convoyage …

2. Divers types de chaines

On classe les chaînes en deux grandes catégories:

• les chaînes de transmission: utilisées pour la transmission de la puissance,;• les chaînes de manutention: utilisées principalement dans les convoyeurs à chaînes pour la manutention et le

transport dans les usines. Dans ce chapitre nous n’étudierons que les chaînes de transmissionDans ce chapitre, nous n étudierons que les chaînes de transmission.

Les types de chaînes les plus utilisés pour la transmission de la puissance sont:• les chaînes à rouleaux

a) maillage simple

• les chaînes silencieuses

b) maillage doublec) maillage triple


2. Divers types de chaines

Les chaînes à rouleaux


3. Géométrie d’une transmission par chaînedp1: diamètre primitif du pignon; dp2: diamètre primitif de la roue;Z1: nombre de dents du pignon;Z1: nombre de dents du pignon; Z2: nombre de dents de la roue;E : entraxe;Em: entraxe en nombre de maillonsω1 : vitesse angulaire du pignon en rad/s;ω1 : vitesse angulaire du pignon, en rad/s;ω2 : vitesse angulaire de la roue, en rad/s;N1 : vitesse de rotation du pignon, en r/min; N2 : vitesse de rotation de la roue, en r/min;L : longueur de la chaîne;Lp : longueur de la chaîne; Lm : longueur de la chaîne, en nombre de maillons;p : pas primitif de la chaîne, du pignon et de la roue;V : vitesse de la chaîne en m/s (pi/min);

d

2

1

2

1

1

2

1

2

ZZ

dd

NN

p

p ===ωω

Rapport de vitesses

)/180sin()2/sin( Zppd p °

==αDiamètre primitif )/180sin()2/sin( Zαp

Longueur de la chaine2

122

21

222 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

++

+≈π

ZZEpZZpEL ( )

)/.(422

2

21221

pEZZZZ

pE

pLLm π

−+

++==et

Entraxe ( )2

212

22121

88484 πZZZZLZZL

pEE mm

m−

−⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +

−++

−==

A l d’ l t °≥⎞⎜⎛ −

° 120i2180 12 ddθ


Angle d’enroulement °≥⎠⎞

⎜⎝⎛−°= 120

2arcsin2180 12

Eθ

4. Effet polygonal (ou effet de corde)

Le fait que la chaîne se déplace autour du pignon selon un polygoneentraîne une variation de sa vitesse: c’est ce qu’on appelle l’effetpolygonalpolygonal.

Pour la position illustrée à la figure 1, la ligne AB qui relie les centresdes axes de la partie droite des maillons est tangente au cercle primitifdu pignon, et la vitesse de la chaîne est donnée ici par:

11

2ωpd

V =

Après une rotation d’un angle α/2 (figure 2), la ligne AB est déplacéeen A’B’ La vitesse de la chaîne pour cette deuxième position esten A B . La vitesse de la chaîne, pour cette deuxième position, estdonnée par: ( )

11

22

' ωed

V p −=

où e est la distance radiale qui sépare AB de A’B’où e est la distance radiale qui sépare AB de A B .

Notons ∆V=V‐V’ la variation de la vitesse de la chaine. La courbe ci‐contre représente la variation relative de la vitesse ∆V/V en fonctiondu nombre de dents du pignon.

l i éd l h l b d à l’ ff l l l f


Conclusion: Pour réduire les chocs et les vibrations dus à l’effet polygonal, il faut choisir des pignons dont le nombre de dents est supérieur à 17 (∆V/V< 1,6 % ).

5. conception et choix des chaînes

(Exemples de calcul d’après catalogue « Rexnord ») Critères de sélection pour les nombres de dents• 9 à 10 dentsIl conviendrait en principe d’éviter ce nombre de dents,qui présente un degré d’irrégularité excessif. Il se prêteuniquement à des mécanismes ajustables avec defaibles vitesses de chaînes (inférieures à 1 m/s). Il estimpossible de prétendre à un fonctionnement régulieret doux.• 11 à 12 dentsCe nombre ne se prête qu’à des vitesses maximales de

Détermination du nombre de dents du pignon

p qchaîne de 2 m/s. Il conviendrait que la chargespécifique de la chaîne soit minime. Il est impossible deprétendre à unfonctionnement régulier et doux .• 13 à 14 dentsNombre adapté à des vitesses de chaîne inférieures à 3Nombre adapté à des vitesses de chaîne inférieures à 3 m/s, si la charge de la chaîne est faible et si aucune exigence n’est impartie à un fonctionnement harmonique et silencieux.• 15 à 17 dentsAdéquation à des transmissions par chaînes d’une

Il convient d’obtenir un fonctionnementsatisfaisant et de faibles claquements.

En conformité avec les critères de sélection du vitesse maximale de 6 m/s, si aucune exigence particulière n’est impartie à un fonctionnement doux et sans battements.• 18 à 21 dentsJusqu'à une vitesse maximale de 10 m/s, ce nombre de dents garantit un fonctionnement satisfaisant. Un

En conformité avec les critères de sélection dunombre de dents, un nombre Z1 = 19 est fixépour le pignon d’entraînement.

Nombre de dents du pignon entraîné dents garantit un fonctionnement satisfaisant. Un fonctionnement doux est possible dans des conditions favorables.• 22 à 25 dentsIl s’agit d’un nombre avantageux pour des pignons d’entraînement. Un fonctionnement doux et régulier t é i ibl L’ dé ti ’ét d à it

p g

Z2 = Z1 ∙ i = 19 ∙ 2 = 38

est prévisible. L’adéquation s’étend à une vitesse maximale de la chaîne de 15 m/s.• 26 à 40 dentsNombres de dents les plus favorables pour des pignons d’entraînement rapides, hautement sollicités. L’effet polygonal est négligeable. La tenue aux mouvements


vibratoires et claquements satisfait aux exigences maximales. Domaine d’utilisation jusqu'à 30 m/s à peu près.

5. conception et choix des chaînes (Exemples de calcul)

Sélection du type de chaîne

Puissance corrigée ; Pc =P∙y =P=10kWFacteur de correction y=1


La chaîne 24 B – 1 (pas= 38,1 mm) est recommandée par ce diagramme.

5. conception et choix des chaînes (Exemples de calcul) Puissance transmissible par la chaine choisie

pour la chaîne 24 B – 1 pour N1 = 50 tr. min–1 et le nombre de dents présélectionné Z1 = 19 la valeur de la puissance transmissible est P = 10 5 kWpuissance transmissible est Pt= 10,5 kW.


5. conception et choix des chaînes (Exemples de calcul) Choix de chaînes à brins multiples

La sélection de chaînes à brins multiples ne s’impose pas dans ce cas, car la puissance transmissible par une chaine est supérieure à la puissance requiseest supérieure à la puissance requise

Pt>Pc

Il ressort du tableau de puissance qu’une lubrification par compte‐

Lubrification

Il ressort du tableau de puissance qu une lubrification par comptegouttes est suffisante pour atteindre la longévité de base de 15.000 heures de service.

Lubrification par compte‐gouttes.

Longueur de la chaine (nombre entier de maillons)

LubrificationC ti d l’ t

( ))/.(42

22

21221

pEZZZZ

pE

pLLm π

−+

++==

Lubrificationpar barbotage.

Correction de l’entraxe

( )⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡ −−⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ +

−++

−== 2

212

22121

88484 πZZZZLZZLppEE mm

m

si on ne modifie pas la valeur de l’entraxe, l’excès de longueur de la chaîne vaengendrer une flèche dans son brin mou. Pour calculer cette flèche s , on utilisel’équation empirique suivante:

LEs ∆= 3750 LEs ∆= .375,0

où ∆L est la différence entre la longueur choisie et la longueur calculée de la chaîne (cette différence devant être évidemment une valeur positive).

é é l lè l i l d é l à % d ll d l’


En général, on tolère une valeur maximale de s égale à 2 ou 3 % de celle de l’entraxe C.

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