accouplements

DFINITION ACCOUPLEMENT composante de liaison qui sert transmettre un moment de torsion dun arbre vers un autre arbreDemi-accouplement 1 Demi-accouplement 2

TRANSMISSION DE PUISSANCE MCANIQUE

10.1 ACCOUPLEMENTSArbre 1 Arbre 2

Elments de liaison

Cours 10, Accouplements

Transmission de puissanceA 2005

cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

10.1

TCours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005


10.2

T

TYPES DE DSALIGNEMENTSx

FONCTION ET CLASSIFICATIONFonctions :

Dsalignement axial

Dsalignement parallle

runir de arbres coaxiaux compenser pour des dsalignements angulaires, parallles ou axiaux

Types : Dsalignement angulaire Dsalignement angulaire et parallle

rigides (Y = 0, = 0) flexibles (Y < 1 2 mm, < 1 3o) joints universels (Y = 0, < 15o) autres :embrayages (freins) arbres flexibles (capacit en couple faible) Cours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

Accouplement doit transmettre un couple entre deux machines rotatives avec le rle de saccommoder et de minimiser les effets ngatifs dun mauvais alignement Cours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

10.3

10.4

1

ACCOUPLEMENTS - CLASSIFICATIONACCOUPLEMENTSRIGIDESMiniatures

ACCOUPLEMENT RIGIDE BRIDE

FLEXIBLESIndustriels

Joints universels et autres Engrenage

Bride

Ressort

Mcanique

Chane Lacet Cisaillement

Coquille

Elastomre

Elastomre Compression Disque

Manchon

Engrenage

Membrane Diaphragme 10.5cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD






10.6

ACCOUPLEMENT RIGIDE (COQUILLE)

ACCOUPLEMENT RIGIDE MANCHON




10.7




10.8

2

ACCOUPLEMENT RIGIDE

(DE TYPE OKF DE SKF)

ACCOUPLEMENT RESSORT (MINIATURE)




10.9




10.10

ACCOUPLEMENT LASTOMRE (MINIATURE)

ACCOUPLEMENT ENGRENAGE (MINIATURE)

ACCOUPLEMENT CANNELURES




10.11




10.12

3

ACCOUPLEMENT MCANIQUE ( ENGRENAGE)

ACCOUPLEMENTS INDUSTRIELS(Mcanique)

Lacet Chane10.13 10.14







ACCOUPLEMENTS LASTOMRES (COMPRESSION)Beigne (compression)

ACCOUPLEMENT LASTOMRE (CISAILLEMENT)

Mchoires (compression)

Engrenage externe (cisaillement) Pneu (cisaillement)

Engrenage interne (cisaillement)



Saucisses (compression) 10.15





10.16

4

ACCOUPLEMENT MEMBRANE (DISQUE)

ACCOUPLEMENT MEMBRANE(DIAPHRAGME)




10.17




10.18

CHOIX/DESIGN DUN ACCOUPLEMENT

CHOIX DUN ACCOUPLEMENT - DONNES

Puissance

Temprature Espace disponible Alsage conique ou droit? Moyen de montage (clavette, cannelure, interfrence) Longueur des arbrescole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

Choix prliminaire Calcul de rsistance Vrification de compatibilit

Vitesse Les pointes de couple et leur dure Connaissance des dsalignements (angulaire, parallle ou axial)10.19






10.20

5

CHOIX DUN ACCOUPLEMENTLe facteur de servicedonn par le manufacturier ou choisir dans des tableaux publis par AGMA

CHOIX DUN ACCOUPLEMENTDsalignements : angulaire, parallle ou axialPour une premire installation, le dsalignement en marche vaut de 2 3 fois la valeur spcifie au montage Pour une rinstallation, aprs une rparation par exemple, il vaut de 1,5 2 fois cette valeur

Le facteur de service multiplie le couple de pleine charge du moteur Note: Le facteur de service reflte lexprienceaccumule par le manufacturier dans son produit et correspond un facteur de scuritTransmission de puissanceA 2005



10.21




10.22

CHOIX PRLIMINAIRE

CALCUL DE RSISTANCE

Choix prliminaire1000 100Lacet,chane, lastomre Lacet,chane Engrenage Diaphragme, disque

Calcul de rsistanceventualit peu frquente (cas particuliers). En gnral, cest la responsabilit du manufacturier.

Couple, 103 N m

Vrification de compatibilitLa compatibilit dimensionnelle, en temprature, etc., est tablie lors du choix prliminaire. La compatibilit en vibration est plus importante et demande une vrification spciale :

10

1,0lastomre

0,1 0,1 0,25 0,5 1,0 10 Vitesse, 103 tr/minCours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005

vibrations latrales vibrations de torsion

100cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

10.23




10.24

6

DSQUILIBREDfinitions : Axe de rotation Axe principal dinertie Tolrance de dsquilibre Dplacement maximal potentiel Le dplacement maximal potentiel est calcul en supposant que toutes les tolrances de fabrication sadditionnent.Masse de l'accouplement [kg]

ZONES DE DSQUILIBREZones de dsquilibre compatibilit aux vibrations latrales450 Hors des limites de la norme A 100 80 60 40 B C D E F G

200

AGMA

20

10 8 6 4,5 1

Fig.10.162 3 4 5 6 8 10 20 30 40



cole Polytechnique de Montral 6.1.25 H. Yelle, ing, PhD

10.25

Vitesse [tpm x 1000]A 2005


Transmission de puissance


10.26

CLASSES DE DSQUILIBRE Classes de dsquilibreZONE DE DSQUILIBRE (FIGURE 10.16) A B C D E F G

TOLRANCES DE DSQUILIBRE Tolrances de dsquilibreCLASSE DE DSQUILIBRE AGMA 4 5 6 7 TOLRANCE DE DSQUILIBRE DANS LE PLAN DE BALANCEMENT [ m] Plus de 800 800 400 200 100 50 25 12,5 6,75

CLASSES DE DSQUILIBRE AGMASensibilit de l'quipement au dsquilibre Faible 5 6 7 8 9 10 11 Moyenne 6 7 8 9 10 11 12 leve 7 8 9 10 11 12 --

8 9 10 11 12




10.27




10.28

7

TOLRANCES ARBITRAIRES DE DSQUILIBRE Tolrances de dsquilibre arbitrairesVitesse n, tr/min Jusqu 1 800 2 500 5 000 Tolrance de dsquilibre m (max) 200 000 / n 130 000 / n 63 500 / n

VIBRATIONS EN TORSIONkc1, 2

n

N1I1 I2

I +I N c = 60 kt 1 2 2 I1I 2

kt =

1 1/ k1 +1/ k2 +1/ kc

N2Cours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

N1,2 < NcTransmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

10.29

10.30


GRAISSAGE DES ACCOUPLEMENTS FLEXIBLES

lastomres :Pas de graissage Usure augmente avec les dfauts dalignement Avec ou sans jeux fonctionnels

TRANSMISSION DE PUISSANCE MCANIQUE

Mcaniques :Jeux fonctionnels besoin de graissage:huile : ISOVG 220 ou plus graisse : NLGI 0 3 selon la temprature

10.2 JOINTS UNIVERSELS

Membranes :Pas de jeux fonctionnels pas de graissageCours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

10.31




10.32

8

JOINTS UNIVERSELSLes joints universels sont utiliss pour corriger des dsalignements plus grands que les accouplements flexibles: en principe, dsalignement angulaire jusqu 45o en pratique, jusqu 20o facilement Comme ils ne transmettent pas un mouvement angulaire constant, les joints universels engendrent: des couples dinertie 2 fois par tour, compltement renverss des couples de flexion 2 fois par tour, non compltement renverss des erreurs de position Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

JOINT UNIVERSEL SIMPLECONVENTION1 = 90o

1=90 et 2=0o lorsque la fourchette de larbre 1 est normale au plan contenant les deux arbres2 = 0o

10.33





10.34

SCHMA DUN JOINT UNIVERSELForce qui sort du plan

DE TOUR DE LARBRE DENTRE

D1 = 00 2 = 900 1 = 900 2 = 00

D

1 B O2Force qui entre dans le plan Transmission de puissanceA 2005

B

O



10.35




10.36

9



D'

D' B'

D' B'

B'

1B

'

D'

1O

O2

B

O

B

O

2




10.37




10.38



B' D'

B' OD' B'

B'D' D' B

1 O2B

1 O

O

2




10.39




10.40

10

LANGLE TOURN PAR LARBRE 1

UNE POSITION QUELCONQUE

D '' B' D' B'

1O2D'

B'

D'

B'

1 O

1

1 O2

1

1O

D'




10.41




10.42

UNE POSITION QUELCONQUE

LANGLE TOURN PAR LARBRE 2

D '' B' D'

D B'

''

D '' B' D'

2

D '' B'

1 O2

1

1O

D'

1 O2

1

1O

D'




10.43




10.44

11

RELATION ENTRE 1 ET 2 angle BOB = angle DOD = 1 dans les triangles GOD et HOD

RELATION ENTRE LES VITESSESEn drivant lexpression :

2 = 1

tan 1 =

GD' OG

D''

G

D

H

' et tan 2 = HD' ' B OH 1

D'

B'

2D ''D'

cos 1 sin 2 1 sin 2

T1 = T2

cos 1 sin 2 1 sin 2 GD

puisque

1B 2

1O

GD' = HD' ' OG = OH cos

B O

2 = 1 cos D '' D' 1 B' 1 = 90 o , 2 = cos 1 B O 1 = 0 o ,

H

B'

2D ''D'

1B 2

1O

on dduit tan 2 = cos tan 1Cours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

10.45




10.46

ACCLRATION ANGULAIRE En drivant encore une fois lexpression (2), il vient:

AMPLITUDE DE VIBRATION ANGULAIRE1510 = 2 - 1, deg

= 45030 0 150

(3)

2 =

2 12 cos sin 2 sin 2 1

(1 sin

2

sin 1 )2

2

50 5

les

Lacclration produit des couples de torsion dans arbres compltement renverss, deux fois par tour

Lamplitude de la vibration angulaire , qui est la diffrence entre 2 et 1 sur un tour complet des arbres, est donne par:

10 15 0 30 60 90 120 150 18010.48

= 2 1 = arctan (cos tan 1 ) 1Transmission de puissanceA 2005



10.47

1 , degCours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005


12

COUPLE SECONDAIREForce qui sort du plan

JOINT UNIVERSEL DOUBLE

Couple secondaire C :

C1,1=90=T2sin =T1tan C2,1=90=0De mme :

Plan B : = 900 Plan A : 1 = 00 = 900 2= 00Fourchette normale au plan B Fourchette normale au plan A

C2,1=0=T1sin =T2tan Force qui entre dans le plan

C1,1=0=0

Le couple secondaires varie entre 0 et un maximum, deux fois par tour Le couple secondaire produit des moments de flexion dans les arbres et des charges radiales sur les paliers 10.49Cours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005





10.50

JOINT UNIVERSEL DOUBLE

CONDITIONS POUR LHOMOCINTISMEPour produire un mouvement uniforme entre lentre et la sortie, les joints universels doubles doivent remplir deux conditions ncessaires et suffisantes :

1 = 00 ; = 900 = 900 ; 2 = 00 ;

1. 1 = 2 , 2. Les fourchettes de larbre intermdiaire doivent tre simultanment dans les plans A et B des arbre 1et 1 et 1 et 2, ou 90o avec ces mmes plans lorsque 1 = 90 ou 0o. On dit alors que les fourchettes de larbre intermdiaire sont en phaseTransmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

Figure 6.22

=1 cos1'

' 2 = cos2Cours 10, AccouplementsA 2005

2=1

cos1 cos210.51H. Yelle, ing, PhD

Transmission de puissance

cole Polytechnique de Montral

10.52


13

ANGLE QUIVALENTSi 1 2 mais les fourchettes sont en phase

JOINT UNIVERSEL AVEC MCANISME DE CENTRAGE

Plan B : = 900 Plan A : 1 = 00 = 900 2= 00Fourchette normale au plan B Fourchette normale au plan A

qui = cos 1

cos 1 cos 2

Si 1 2 mais les fourchettes ne sont pas en phase

qui = cos 1 [cos 1 + cos 2 ]Cours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

Principe du joint universel double vitesse constante (joint homocintique)

10.53




10.54

JOINT UNIVERSEL AVEC MCANISME DE CENTRAGE

JOINTS UNIVERSELS AVEC MCANISME DE CENTRAGE

Vue clate10.55

Dtail du mcanisme de centrage10.56







14

DFINITION DU PLAN HOMOCINTIQUEPrincipe du plan homocintique

JOINTS UNIVERSELS PLAN HOMOCINTIQUE

VB1 = 1 r1VB 2 = 2 r2mais : r1 = OB sin 1 r2 = OB sin 2

alors ;PLAN HOMOCINTIQUE

1 sin 1 = 2 sin 2

si ;

1 = 2 1 = 2cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD



10.57




10.58

JOINT HOMOCINTIQUE

TRANSMETTEURS ENTRE ARBRES COAXIAUX Tableau rcapitulatifCAPACIT D'ACCOMMODER UN DSALIGNEMENT TRANSMETTEUR Embrayage Accouplement rigide Accouplement flexible Joint universel Arbre flexible PARALLLE Peu Aucun < 1 2 mm Aucun ANGULAIRE Peu Aucun < 1 3o < 15o AXIAL Peu Aucun < 6 7 mm Aucun

Peu ou pas de limite (capacit de couple faible)Transmission de puissanceA 2005 cole Polytechnique de Montral H. Yelle, ing, PhD

Construction RzeppaCours 10, Accouplements Transmission de puissanceA 2005


10.59

10.60


15

accouplements

Documents