Engrenages à arbres parallèles

Définition

Le système à engrenages à arbres parallèles permet de transmettre un mouvement de rotation et d'adapter la vitesse et le couple.

Système pignon / roue , les deux roues tournent en sens inverse

La petite roue tourne plus rapidement que la grande mais le couple est plus important sur la grande roue.

Système pignon / couronne , les deux roues tournent dans le même sens

ExempleDes usages familiers

Essoreuse à salade, dans cette application, il faut augmenter la vitesse de rotation. Le panier à salade tourne plus rapidement que le mouvement initial fourni par la manivelle.

Moto-réducteur, dans cette application il faut réduire la vitesse de rotation du moteur électrique.

ComplémentAvantages et inconvénients

Avantages :

  • Transmission de puissances élevées

  • Bon rendement

  • Durée de vie importante

  • Fiable

Inconvénients :

  • Nécessite un assemblage précis

  • Engendre des vibrations, bruyant

  • Nécessite une lubrification

FondamentalModélisation

Un système à engrenages peut être représenté par le schéma ci-contre :

  • Entrée : énergie de mécanique de rotation , caractérisée par une vitesse angulaire ωe et un couple Ce.

  • Sortie : énergie de mécanique de rotation, caractérisée par une vitesse angulaire ωs et un couple Cu.

Paramètres :

  • Le rapport de réduction : rapport entre le nombre de dents des roues dentés.

  • Le rendement : rapport entre la puissance de sortie et la puissance d'entrée, il illustre les pertes.

Grandeurs de flux : le rapport de réduction r peut-être supérieur ou inférieur à un

Grandeurs d'effort :

Le système actionné en sortie demande un couple Cu qui va appeler un couple Ce à fournir en entrée.

La puissance en entrée est égale à la puissance en sortie au rendement près.

Modèle Matlab :

Complément

Si un seul train d'engrenage n'est pas suffisant, il faut ajouter des étages, ici deux étages.

Le rapport de réduction total est égale aux produits des rapports de réduction intermédiaires.