transmission de puissance sans transformation de...

BTS ELECTROTECHNIQUE Lycée Newton-ENREA

Construction des structures materielle appliqués à l’electrotechnique /17

- Approche structurelle d’une chaine d’action

Chapitre 2

TRANSMISSION DE PUISSANCE

SANS

TRANSFORMATION

DE

MOUVEMENT




Etude des différentes solutions technologiques

permettant de transmettre un mouvement

1/ LES ACCOUPLEMENTS.

Les accouplements sont utilisés pour transmettre la vitesse et le couple, ou la puissance, entre deux

arbres de transmission en prolongement l’un de l’autre comportant éventuellement des défauts d’alignement.

Il existe une étonnante diversité de solutions aux différents cas posés.

Définitions :

Accouplement permanent: il est dit permanent lorsque l’accouplement des deux arbres est permanent dans

le temps.

Accouplement temporaire: il est dit temporaire lorsque l’accouplement ou le désaccouplement peuvent être

obtenus à n’importe quel moment, sans démontage du dispositif.

Accouplement homocinétique: il est dit homocinétique lorsque la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée est

rigoureusement identique à celle de l’arbre de sortie.

1.1/ Les accouplements rigides pour arbres parallèles alignés.

Ils doivent être utilisés lorsque les arbres sont correctement alignés (ou parfaitement coaxiaux)

Manchon à plateau

Les arbres sont montés avec serrage dans les plateaux.

Les boulons sont ajustés.

La bague 3A 3B assure le centrage de 1 et 2 et la position axiale de

1 par rapport à 2.

Les têtes et les extrémités des boulons ne dépassent pas les faces

latérales des plateaux ; cela satisfait la condition de sécurité.

MOTEUR

ACCOUPLEMENT

MOTEUR




1.2/ Accouplements rigides pour arbres non parallèles ou non alignés.

1.2.1/ Joint de Oldham.

1.2.2/ Accouplements à denture bombée.

La transmission du couple est assurée par des

dentures bombées. Ces accouplements autorisent de

légers désalignements radiaux et angulaires ainsi

qu'un décalage axial, au cours du fonctionnement.




1.2.3- Joint de cardan

Point commun :

Permettent de transmettre intégralement la vitesse de rotation du

moteur au récepteurOn dit qu’ils sont HOMOCINETIQUES




1.3/ Les accouplements élastiques.

1.3.1/ Description.

1.3.2/ rôle. Intercalé entre un arbre moteur et un arbre récepteur, il permet:

- La transmission d’un couple

- La transmission d’une vitesse -

- -

-

-

1.3.3/ Particularités.

Souvent limités en vitesse par manque d’équilibrage dynamique.

1.3.4/ Exemples.

Manchon à gaine flexible Manchon à broche

Permet de grand déplacements angulaires Les manchons 4 sont en caoutchouc

(cas de la photo)

Manchon RADIAFLEX Manchon MINIFLEX

Permet de désaccoupler rapidement les arbres en Les blocs 3 sont en caoutchouc

démontant les tampons en caoutchouc permet des déplacements axiaux importants




2/ TRANSMISSIONS PAR COURROIES ET CHAINES:

2.1/ Transmission par poulies et courroies

2.1.1/ Les avantages

Un système à entraxe réglable ou un dispositif annexe de tension (galet enrouleur) est souvent nécessaire

pour régler la tension initiale et compenser l’allongement des courroies au cours du temps.

A l’exception des courroies crantées, en fonctionnement normal, il existe un léger glissement de la courroie

sur les poulies amenant une imprécision du rapport de transmission; celui-ci n’est pas exactement égal au

rapport des diamètres des poulies.

2.1.2/ Représentation cinématique




2.1.3/ Le montage

2.1.4/Calcul du rapport de transmission:

Pour une approche théorique du rapport de transmission, on considère qu’il n’y a pas de glissement entre la

poulie et la courroie.




2.1.5/Les différents types de courroies:

2.1.5.1/ Courroies plates:

Elles ont un très bon rendement ( 98 %, comparables aux engrenages ).

2.1.5.2/ Courroies trapézoïdales:

Si une puissance élevée doit être transmise, on peut utiliser plusieurs courroies en parallèles sur la même

poulie ( avec 1,2,3, ... 10 gorges).

Le montage nécessite un bon alignement des poulies et un réglage de l’entraxe pour le montage et le

démontage.




2.1.5.3/ Courroies crantées (ou synchrones):

Calcul du rapport de transmission

Il est analogue à celui des autres courroies.




2.2/ TRANSMISSIONS PAR ROUES ET CHAINES:

2.2.1/ Principales caractéristiques:

2.2.2/Représentation cinématique

En général, le rapport entre le nombre de dents de la roue menée et la roue menante ne peut dépasser 8, ce

qui limite le rapport de transmission possible par ce type de transmission.

Un dispositif de tension modéré de la chaîne est nécessaire. Il s'agit d'une transmission plus bruyante que

les transmissions par courroies

i=2 / 1 = N2 / N1 = z1 / z2 .

2.2.3/ Comparaison avec les autres moyens de transmission:

Les transmissions par pignon et chaîne permet de transmettre la puissance entre deux arbres plus éloignés

qu'avec des engrenages, mais à des fréquences de rotation souvent moins élevée.

Contrairement à un engrenage, le sens de rotation n’est pas inversé.

Le mouvement est transmis par des obstacles (les dents) et non par adhérence, ce qui garantie l’absence de

glissement durant le fonctionnement.




3/ LES ENGRENAGES

3.1/ Définition:

3.2/ Différents types d’engrenages.

3.2.1/ Engrenages droits a denture droite.

Simples - Economiques.

3.2.2/ Engrenages droits a denture hélicoïdale.

Plus performants que les précédents - Silencieux.




3.2.3/ Engrenages coniques. Pour arbres concourants.

3.2.4/ Engrenages roue et vis sans fin.

Rapport de réduction très important.

Il est donné par la relation suivante

3.2.5 Caractéristiques géométriques d’une roue à denture droite :

Condition d’engrènement :




3.3/ Etude cinématique d’un engrenage.

Lorsque la roue 1 engrène avec la roue 2, les cercles primitifs

des deux roues roulent sans glisser l’un sur l’autre au point I.

Si V1 est la vitesse linéaire des points du cercle primitif de la roue 1

et V2 la vitesse linéaire des points du cercle primitif de la roue 2

alors:

V1 = V2 = V I Or,

On peut donc écrire l’égalité:

On obtient donc:

Ce rapport est appelé rapport de réduction k=1/k’ avec k’ rapport

de transmission

3.4/ Etude cinématique d’un train à 2 engrenages.

Premier engrenage roue 1 et roue 2:

Deuxième engrenage roue 3 et roue 4:

Or dans ce cas,

Le rapport de réduction k vaut alors:

Remarque 1 :

Si k <1 le mécanisme est appelé réducteur de vitesse

Si k >1 le mécanisme est appelé multiplicateur de vitesse.

Remarque 2:

Le sens de rotation de l’arbre de sortie par rapport à l’arbre d’entrée peut être connu rapidement en

multipliant le rapport précédant par (-1)Nbre de contacts extérieurs

La formule générale peut donc s’écrire:




Exercices d’entraînement:

Exercice 1

ZB = 24 dents

ZA = 12 dents ZD = 26 dents

ZC = 10 dents

Entrée Sortie

Exercice 2:

ZA = 18 dents

ZB = 96 dents

ZC = 41 dents ZE = 17 dents

ZD = 44 dents

Entrée

Sortie




ZA=18 dents ZB =18 dents

ZC =47 dents

Entrée Sortie

Exercice 6:

ZA= 12 dents

ZB = 100 dents

Entrée

Sortie

ZC= 11 dents

Exercice 5:

Sortie

Entrée

ZA = 36 dents

ZB = 32 dents

ZC = 14 dents

Exercice 3:

Exercice 4:

ZA= 20 dents

ZB = 78 dents

Entrée

Sortie




Z 8R2 = 12

Z 9R1 = 28

Z 8R1 = 50

Z7 = 12

Z 9R2 = 12

Z 10R1 = 28

Z10R2=12

Z11 = 60

3.5/ Exemples d’applications:

Application 1 : Agrafeuse REXEL

Compléter la chaine d’energie du mecanisme :

Calculer le rapport de réduction de ce mécanisme :

4 Piles

électriques

1,5 Volts

Moteur

Electrique (2-03)

&

Pignon

Moteur (2-07)

Agrafe




Moteur Arbre de

sortie

Arbre d’entrée

C B

D A

Application 2 : Moto réducteur NORD

Compléter le schéma cinématique de ce mécanisme :

Calculer le rapport de réduction r1 du premier train :

Calculer le rapport de réduction r2 du deuxième train :

Calculer le rapport de réduction global du mécanisme :

A B C D

Nombre de dents Z 25 65 17 43

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