TRANSMISSION DE PUISSANCE Page 1

S Si

Sciences de lIngnieur Fiche rfrence TRANSMISSION DE PUISSANCE GNRALITS

Il existe diffrentes solutions pour transmettre une puissance 1.

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.

1- FONCTION : TRANSMETTRE UNE PUISSANCE

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)

2- CALCUL de la PUISSANCE ET du RENDEMENT

Mouvement de rotation Mouvement de translation

Puissance P=C

puissance = couple vitesse angulaire units : W = N.m rad.s-1

P = F V puissance = force vitesse linaire

units : W = Nm.s-1

rendement

entre puissancesortie puissance

=

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

TRANSMETTRE une PUISSANCE

Puissance d'entre : PeMouvement de rotation

(Ce, e) Mouvement de translation

(Fe, ve)

pertes

PROCESSEUR de rendement

Puissance de sortie : Ps Mouvement de rotation

(Cs, s) Mouvement de translation

(Fs, vs)

Chane d'information

Chane d'nergie

ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE ACTION

Consignes

Energies

Informationsexternes d'entre

Grandeurs physiques

Informationsexternes de sorties

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

TRANSMISSION DE PUISSANCE

S Si

Sciences de lTRP SANS MODIFICATION DE MO

3- TRP sans modification de mouvement

3.1 - Transmission permanente

Les accouplements (rigides ou lastiquesTRP 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 temporaire

Les roues libresun seul sens.

Le fonctionnement de mcanismes soumis des couples rsistants importants 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'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'unpar transformation de l'nergie mcanique en nergie calorifique.

ciences de lIngnieur Fiche rfrenceS MODIFICATION DE MOUVEMENT

TRP sans modification de mouvement

Transmission permanente

rigides ou lastiques) permettent de raliser une TRP entre deux arbres en prolongement avec de faibles dfauts de

permettent de raliser une TRP entre arbres grands dfauts par exemple : un joint de Cardan pour arbres concourants

Transmission temporaire

Les embrayagesune transmission arbres en prolongement, par commande externe. La transmission est ralise par obstacle ou par adhrence.

roues libres permettent d'accoupler deux arbres coaxiaux uniquement dans

nnement de mcanismes soumis des couples rsistants importants 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'un limiteur de couple entre organe moteur et rcepteur vite la dtrioration de l'organe moteur, en faisant patiner la transmission en cas de couple suprieur un couple seuil prrgl.

permettent de ralentir ou de stopper le mouvement d'unpar transformation de l'nergie mcanique en nergie calorifique.

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Fiche rfrence UVEMENT

permettent de raliser une TRP entre deux arbres en prolongement avec de faibles dfauts de

permettent de raliser une TRP entre arbres grands dfauts par exemple : un joint de Cardan pour arbres concourants)

embrayages permettent de raliser transmission temporaire entre deux

arbres en prolongement, par commande externe. La transmission est ralise par obstacle ou par adhrence.

permettent d'accoupler deux arbres coaxiaux uniquement dans

nnement de mcanismes soumis des couples rsistants importants prsente certains risques, d'endommager par exemple l'organe moteur, simultanment aliment en nergie et sollicit par le couple rsistant provoqu

entre organe moteur et rcepteur vite la dtrioration de l'organe moteur, en faisant patiner la transmission en cas de

permettent de ralentir ou de stopper le mouvement d'un mcanisme par transformation de l'nergie mcanique en nergie calorifique.

TRANSMISSION DE PUISSANCE

S Si

Sciences de lTRP AVEC MODIFICATION DE

4- TRP avec modification de la vitesse angulaire

4.1 Par adhrence

4.1.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission

principe

4.1.2 Directe

Axes parallles Roues de friction

rapport de transmission

12

21

dd

NN

=

4.2 Par obstacle

4.2.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission

On peut galement transmettre le mouvement de rotation par obstacles indirectes, en se servant d'lien de transmissionune courroie

ciences de lIngnieur Fiche rfrenceAVEC MODIFICATION DE LA VITESSE ANGULAIRE

TRP avec modification de la vitesse angulaire

utilisation d'un lien de transmission)

Poulies et courroies

rapport de transmission

menante

mene

mene

menante

d d

NN

=

Axes concourantsCnes de friction

utilisation d'un lien de transmission)

On peut galement transmettre le mouvement de rotation par obstacles indirectes, en se servant d'un lien de transmission qui peut tre une chane ou

courroie crante sur une roue dente.

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Fiche rfrence LA VITESSE ANGULAIRE

shma

Axes concourants Plateau - Galet

TRANSMISSION DE PUISSANCE

4.2.2 Directe

A - LES ENGRENAGES DROITS a) Schma

Engrenage extrieur

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-2,5mha = m hf = 1,25m p = pim a = (d1+d2)/2 = m(Z1+Z

Remarques : - toutes ces caractristiques (sauf Z) sont exprimes en mm.- Seules les caractristiques indiques en

c) Condition dengrnement Pour que 2 roues dentes puissent engrener, il faut

d) Denture droite ou hlicodale

Intrts 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.

LES ENGRENAGES DROITS

Engrenage extrieur Engrenage intrieur

Schma

b) Caractristiques gomtriques des dentures

m

)/2 +Z2)/2

) sont exprimes en mm. Seules les caractristiques indiques en gras sont connatre parfaitement.

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

Le contact entre dents est progressif.

choc, peu ou pas de bruit. Inconvnients des dentures hlicodales.

Cration d'une composante de force axiale.

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Engrenage intrieur

quelles aient le mme module (m)

TRANSMISSION DE PUISSANCE

B - LES ENGRENAGES CONIQUESa) Schma

Engrenages coniques

Schma

b) Caractristiques gomtriques des dentures

NOMBRE 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 cnes soit confondu avec le point de concours des axes.

d) Denture droite ou hlicodale

LES ENGRENAGES CONIQUES

ues des dentures

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

d) Denture droite ou hlicodale

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le mme module et que le sommet des

TRANSMISSION DE PUISSANCE Page 6

C - LES ENGRENAGES GAUCHES

a) Schma Roue 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

B

A+ B=9O

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

d) Condition dirrversibilit Si 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.

TRANSMISSION DE PUISSANCE Page 7

D - PROPRIETES CINEMATIQUES.

D1 : Rapport de rduction pour un engrenage

Vitesse angulaire de la roue 1 : N1 (tr/min) w1 (rad.s-1)

Vitesse angulaire de la roue 2 : N2 (tr/min) w2 (rad.s-1)

Nombre de dents de la roue 1 : Z1

Nombre de dents de la roue 2 : Z2

Rapport de transmission :

z2z1

r2r1

N1N2

12

r 21 ====

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

Dmonstration :

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 ?

roue menante

roue mene

ROUE MENANTE

ROUE MENE

TRANSMISSION DE PUISSANCE

D2 : Rapport de reduction pour N engrenages

y est le nombre total de contacts (q) entre roues extrieures. (inversion du sens de rotation entre entre et sortie.

Application Dans la cas dun train 3 engrenages (roues extrieures) avec Z1=20Z6=125 quelle est la vitesse de sortie si N1=1500tr/min

: Rapport de reduction pour N engrenages

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

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

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permet de savoir sil y a ou non

, Z2=40, Z3=17, Z4=51, Z5=25,

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S Si

Sciences de lIngnieur Fiche rfrence TRP AVEC MODIFICATION DE MOUVEMENT

5- TRP avec modification de mouvement

Mouvement de sortie rotation translation

Mouvement d'entre

rotation

Sans modification de la vitesse angulaire

Accouplements rigides Accouplements lastiques

Embrayages limiteurs de couple Vis crou Bielle manivelle

Pignon CrmaillreCame Poussoir

Poulies - courroies Avec modification de la vitesse angulaire

Freins Poulies Courroies Roues Chaines

Engrenages Roues de friction

translation Bielle manivelle Pignon - Crmaillre

TRANSMISSION DE PUISSANCE SOMMAIRE

Sommaire

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

TRP SANS MODIFICATION DE MOUVEMENT 3- TRP sans modification de mouvement page 2

3.1 - Transmission permanente page 2 3.2 - Transmission temporaire page 2

TRP AVEC MODIFICATION DE LA VITESSE ANGULAIRE 4- TRP avec modification de la vitesse angulaire page 3

4.1 Par adhrence page 3 4.1.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission) page 3 4.1.2 Directe page 3

4.2 Par obstacle page 3 4.2.1 Indirecte (utilisation d'un lien de transmission) page 3 4.2.2 Directe page 4

A - LES ENGRENAGES DROITS page 4 B - LES ENGRENAGES CONIQUES page 5 C - LES ENGRENAGES GAUCHES page 6 D - PROPRIETES CINEMATIQUES page 7

D1 : Rapport de rduction pour un engrenage page 7 D2 : Rapport de rduction pour N engrenages page 8

TRP AVEC MODIFICATION DE MOUVEMENT 5- TRP avec modification de mouvement page 9