transmission de puissance - generalites

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Sciences de lIngnieur

Fiche rfrenceIl existe diffrentes solutions pour transmettre une puissance 1.

TRANSMISSION DE PUISSANCE GNRALITSGrandeurs physiques

Chane d'informationInformations externes d'entreACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

Informations externes de sorties

Consignes

Chaque systme mcanique intermdiaire participant cette transmission reoit le mouvement et le restitue, au rendement prs, avec ou sans changement des ses caractristiques. La TRP est assure la plupart du temps par le mouvement de rotation. Les pices mcaniques assurant les liaisons l'entre et la sortie des systmes intermdiaires sont le plus souvent des arbres.

Energies

ALIMENTER

DISTRIBUER

CONVERTIR

TRANSMETTRE

ACTION

Chane d'nergie

- accouplement, embrayage, limiteur de couple, roue libre, frein, - poulie courroie, engrenages, - systme vis crou, .

1- FONCTION : TRANSMETTRE UNE PUISSANCEPuissance d'entre : PeMouvement de rotation (Ce, e) Mouvement de translation (Fe, ve)pertes

Avec P = puissance en watt (W) C = couple (Nm) = vitesse angulaire (rad.s-1) F = force en Newtons (N) V = vitesse linaire (m.s-1)

TRANSMETTRE une PUISSANCE

Puissance de sortie : PsMouvement de rotation (Cs, s) Mouvement de translation (Fs, vs)

PROCESSEUR de rendement

2- CALCUL de la PUISSANCE ET du RENDEMENTMouvement de rotation P=C puissance = couple vitesse angulaire -1 units : W = N.m rad.s Mouvement de translation P=FV puissance = force vitesse linaire -1 units : W = Nm.s

Puissance

rendement

=

puissance sortie puissance entre

Selon le mouvement de sortie dsire, et en fonction du mouvement d'entre envisag, le processeur devra transmettre le mouvement d'entre, ou le modifier. Il en rsulte un certain nombre de solutions constructives.1

TRP : Transmission de Puissance

TRANSMISSION DE PUISSANCE

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Fiche rfrence

TRP SANS MODIFICATION DE MOUVEMENT S MOUVEMENT3- TRP sans modification de mouvement 3.1 - Transmission permanenteLes accouplements (rigides ou lastiques) permettent de raliser une TRP entre deux arbres en prolongement avec de faibles dfauts de positionnement relatif.

Les joints articuls permettent de raliser une TRP entre arbres grands dfauts de positionnement relatifs. (par exemple : un joint de Cardan pour arbres concourants)

3.2 - Transmission temporaireLes embrayages permettent de raliser une transmission temporaire entre deux arbres en prolongement, par commande externe. La transmission est ralise par obstacle ou par adhrence.

Les roues libres permettent d'accoupler deux arbres coaxiaux uniquement dans un seul sens.

Le fonctionnement de mcanismes soumis des couples rsistants importants nnement prsente certains risques, d'endommager par exemple l'organe moteur, simultanment aliment en nergie et sollicit par le couple rsistant provoqu par l'organe rcepteur. L'interposition d' limiteur de couple entre organe moteur et rcepteur vite la d'un dtrioration de l'organe moteur, en faisant patiner la transmission en cas de couple suprieur un couple seuil prrgl. Les freins permettent de ralentir ou de stopper le mouvement d'un mcanisme par transformation de l'nergie mcanique en nergie calorifique.


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Fiche rfrence

TRP AVEC MODIFICATION DE LA VITESSE ANGULAIRE4- TRP avec modification de la vitesse angulaire 4.1 Par adhrence4.1.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission utilisation transmission)

Poulies et courroies shma principe rapport de transmission

N menante d mene = N mene d menante4.1.2 Directe Axes parallles Roues de friction Axes concourants Cnes de friction Plateau - Galet

rapport de transmission

N1 = d2 N2 d14.2 Par obstacle4.2.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission utilisation transmission) On peut galement transmettre le mouvement de rotation par obstacles indirectes, en se servant d' d'un lien de transmission qui peut tre une chane ou une courroie crante sur une roue dente.


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4.2.2 Directe

a) Schma

A - LES ENGRENAGES DROITSEngrenage extrieur Engrenage intrieur

Schma

Schma

b) Caractristiques gomtriques des denturesNOMBRE DE DENTS MODULE DIAMETRE PRIMITIF DIAMETRE DE TETE DIAMETRE DE PIED SAILLIE CREUX PAS ENTRAXE (denture extrieure) Z m d = mZ da = d+2m df = d-2,5m m ha = m hf = 1,25m p = m a = (d1+d2)/2 = m(Z1+Z2)/2 Remarques : - toutes ces caractristiques (sauf Z) sont exprimes en mm. - Seules les caractristiques indiques en gras sont connatre parfaitement.

c) Condition dengrnementPour que 2 roues dentes puissent engrener, il faut quelles aient le mme module (m)

d) Denture droite ou hlicodaleIntrts des dentures hlicodales - Le contact entre dents est progressif. - Une conduite plus longue. - Fonctionnement sans choc, peu ou pas de bruit. Inconvnients des dentures hlicodales. - Cration d'une composante de force axiale.TRANSMISSION DE PUISSANCE Page 4

B - LES ENGRENAGES CONIQUESa) SchmaEngrenages coniques Schma

b) Caractristiques gomtriques des dentures uesNOMBRE DE DENTS. CONE PRIMITIF. CONE DE TETE. CONE DE PIED. LARGEUR DE DENTURE Z a f b

c) Condition dengrnement

Pour que 2 roues coniques puissent engrener, il faut que les roues aient le mme module et que le sommet de des cnes soit confondu avec le point de concours des axes.

d) Denture droite ou hlicodale


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C - LES ENGRENAGES GAUCHESa) SchmaRoue et Vis sans fin Pignon crmaillre

Schma

Schma

b) Caractristiques gomtriques des dentures

PAS AXIAL. PAS HELICOIDAL.ANGLE DHELICE DE LA VIS ANGLE DHELICE DE LA ROUE

px pz A BA+ B=9O

c) Condition dengrnementPour que 2 roues dentes puissent engrener, il faut quelles aient le mme module (m).

d) Condition dirrversibilitSi la vis peut toujours entraner la roue, par contre linverse nest pas toujours possible. Lorsque langle dhlice de la roue est suffisamment petit (6 10 le systme devient irrversible et la roue ne ) peut entraner la vis, il y a blocage en position. Cette proprit est intressante pour des dispositifs exigeant un non retour. Ce phnomne est comparable lirrversibilit du systme vis crou. Les engrenages roue et vis sont les seuls possder cette proprit.


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D - PROPRIETES CINEMATIQUES. D1 : Rapport de rduction pour un engrenage Vitesse angulaire de la roue 1 : Vitesse angulaire de la roue 2 : Nombre de dents de la roue 1 : Nombre de dents de la roue 2 : Rapport de transmission : N1 (tr/min) w1 (rad.s-1) N2 (tr/min) w2 (rad.s-1) Z1 Z2

r12 =

2 N2 r1 z1 = = = 1 N1 r2 z2

Remarque : dans le cas d'un engrenage roue et vis sans fin, Z reprsente pour la vis le nombre de filets.

Dmonstration :

ROUE MENANTE roue menante

ROUE MENE roue mene

Les roues menantes sont les roues motrices de chaque couple de roues. Les roues menes sont les roues rceptrices.Application : On souhaite construire un rducteur de faon ce que la vitesse dentre de 1500tr/min soit rduite 500tr/min. Si Z1=18, quelle est la valeur de Z2 ? Si m=3, quelle est la valeur de d2 ?


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D2 : Rapport de reduction pour N engrenages

y est le nombre total de contacts (q) entre roues extrieures. ( y . Il permet de savoir sil y a ou non (-1) inversion du sens de rotation entre entre et sortie.

Application Dans la cas dun train 3 engrenages (roues extrieures) avec Z1=20, Z2=40, Z3=17, Z4=51, Z5=25, Z1=20, Z6=125 quelle est la vitesse de sortie si N1=1500tr/min ?


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Fiche rfrence

TRP AVEC MODIFICATION DE MOUVEMENT5- TRP avec modification de mouvement

Mouvement de sortie rotation Mouvement d'entre Accouplements rigides Sans modification Accouplements lastiques de la vitesse angulaire Embrayages limiteurs de couple rotation Freins Poulies Courroies Roues Chaines Engrenages Roues de friction

translation

Avec modification de la vitesse angulaire

Vis crou Bielle manivelle Pignon Crmaillre Came Poussoir Poulies - courroies

translation

Bielle manivelle Pignon - Crmaillre


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Sommaire

TRANSMISSION DE PUISSANCE GNRALITS1- FONCTION : TRANSMETTRE UNE PUISSANCE 2- CALCUL de la PUISSANCE ET du RENDEMENTpage 1 page 1

TRP SANS MODIFICATION DE MOUVEMENT3- TRP sans modification de mouvement3.1 - Transmission permanente 3.2 - Transmission temporaire

page 2 page 2 page 2

TRP AVEC MODIFICATION DE LA VITESSE ANGULAIRE4- TRP avec modification de la vitesse angulaire4.1 Par adhrence 4.1.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission) 4.1.2 Directe 4.2 Par obstacle 4.2.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission) 4.2.2 Directe A - LES ENGRENAGES DROITS B - LES ENGRENAGES CONIQUES C - LES ENGRENAGES GAUCHES D - PROPRIETES CINEMATIQUES D1 : Rapport de rduction pour un engrenage D2 : Rapport de rduction pour N engrenages

page 3 page 3 page 3 page 3 page 3 page 3 page 4 page 4 page 5 page 6 page 7 page 7 page 8

TRP AVEC MODIFICATION DE MOUVEMENT5- TRP avec modification de mouvementpage 9


SOMMAIRE

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