Types d'engrenages coniques

Les engrenages coniques sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels. On les retrouve notamment dans les excavatrices sur roues, les dragues, les convoyeurs, les actionneurs de broyeurs et les transmissions ferroviaires. Leur denture conique, hélicoïdale ou angulaire, les rend particulièrement adaptés aux espaces restreints. Ils sont également utilisés en robotique et comme supports verticaux pour les laminoirs. Enfin, les engrenages coniques trouvent des applications dans l'industrie agroalimentaire. Pour en savoir plus sur les engrenages coniques, poursuivez votre lecture.

engrenage conique à denture hélicoïdale

Les engrenages coniques à denture spirale servent à transmettre la puissance entre deux arbres à angle droit. Ils possèdent des dents courbes ou obliques et peuvent être fabriqués à partir de divers métaux. Bestagear est un fabricant spécialisé dans les engrenages coniques à denture spirale de moyenne et grande taille. Ils sont utilisés dans les secteurs minier, métallurgique, maritime et pétrolier. Les engrenages coniques à denture spirale sont généralement fabriqués en acier, en aluminium ou en matériaux phénoliques.
Les engrenages coniques à denture spirale présentent de nombreux avantages. Leur engrènement assure une transmission de force plus progressive. Extrêmement robustes, ils sont conçus pour une longue durée de vie. De plus, ils sont moins chers que les autres engrenages à angle droit. Leur fabrication par paires contribue également à leur longévité. Enfin, les engrenages coniques à denture spirale réduisent le bruit et les vibrations. Par conséquent, si vous avez besoin d'un nouveau jeu d'engrenages, les engrenages coniques à denture spirale constituent le choix idéal.
Le contact entre les dents d'un engrenage conique à denture spirale s'effectue à la surface de la dent. Ce contact obéit à la théorie de Hertz du contact élastique. Ce principe est valable pour de faibles dimensions de la zone de contact et de faibles rayons de courbure relatifs des surfaces. Dans ce cas, les contraintes et le frottement sont négligeables. Un engrenage conique à denture spirale est un exemple courant d'engrenage hélicoïdal inversé. Ce type d'engrenage est fréquemment utilisé dans les équipements miniers.
Les engrenages coniques à denture spirale possèdent également un système d'absorption du jeu. Ce système contribue à maintenir l'épaisseur du film d'huile sur la surface de la dent. Les erreurs d'axe, de distance de montage et d'angle influent sur le contact des dents d'un engrenage conique à denture spirale. Le réglage du jeu permet de corriger ces problèmes. Les tolérances indiquées ci-dessus sont courantes pour les engrenages coniques. Dans certains cas, les fabricants apportent de légères modifications de conception en fin de production, ce qui minimise les risques pour les équipementiers.

engrenage conique droit

Les engrenages coniques droits comptent parmi les types d'engrenages les plus faciles à fabriquer. La première méthode de fabrication consistait à utiliser une raboteuse équipée d'une tête d'indexage. Cependant, des améliorations ont été apportées aux méthodes de fabrication suite à l'introduction des systèmes Revacycle et Coniflex. Les technologies les plus récentes permettent une fabrication encore plus précise. CZPT utilise ces deux méthodes de fabrication. Voici quelques exemples de fabrication d'engrenages coniques droits.
Un engrenage conique droit est fabriqué selon deux méthodes de biseautage : la méthode Gleason et la méthode Klingelnberg. La méthode Gleason est la plus courante. Contrairement à d'autres types d'engrenages, la méthode CZPT n'est pas une norme universelle. Le système Gleason permet d'obtenir des engrenages de meilleure qualité, car le bombage des dents est la méthode la plus efficace pour fabriquer des engrenages tolérant même de petites erreurs d'assemblage. Il élimine également la concentration des contraintes sur les bords biseautés des dents.
La composition de l'engrenage dépend de son application. Lorsque la durabilité est primordiale, on utilise la fonte. Le pignon est généralement trois fois plus dur que la roue, ce qui contribue à équilibrer l'usure. D'autres matériaux, comme l'acier au carbone, sont moins coûteux, mais moins résistants à la corrosion. L'inertie est un autre facteur crucial, car des engrenages plus lourds sont plus difficiles à inverser et à arrêter. Les exigences de précision peuvent concerner le module et le diamètre de l'engrenage, ainsi que l'angle de pression.
La géométrie en développante d'une dent conique droite est souvent calculée en faisant varier la normale à la surface. Ce calcul prend en compte les coordonnées de la surface et l'épaisseur théorique de la dent. À l'aide d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), la surface sphérique en développante permet de déterminer les profils de contact des dents. Cette méthode est particulièrement utile lorsqu'un banc d'essai de roulement n'est pas disponible, car elle permet de prédire le profil de contact des dents.

engrenage conique hypoïde

Les engrenages hypoïdes coniques constituent une solution de réduction de vitesse efficace et polyvalente. Leur compacité, leur rendement élevé, leur faible niveau sonore et de dégagement de chaleur, ainsi que leur longue durée de vie en font un choix privilégié dans les secteurs de la transmission de puissance et du contrôle de mouvement. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des avantages des engrenages hypoïdes et les raisons de leur utilisation. Nous aborderons également ci-dessous les principales idées reçues et les fausses hypothèses concernant ce type d'engrenage. Ces affirmations peuvent paraître contre-intuitives au premier abord, mais elles vous aideront à mieux comprendre son fonctionnement.
Le principe de base des engrenages hypoïdes repose sur l'utilisation de deux arbres non sécants. L'arbre de la roue dentée la plus petite est décalé par rapport à celui de la roue dentée la plus grande, ce qui leur permet de s'engrèner sans interférence et de se soutenir mutuellement efficacement. Le transfert de couple qui en résulte est amélioré par rapport aux engrenages conventionnels. Un engrenage conique hypoïde est utilisé pour entraîner l'essieu arrière d'une automobile. Il accroît la flexibilité de conception des machines et permet un réglage précis des axes.
Dans le premier cas, l'engrènement des deux corps est obtenu en ajustant la fraise hyperbolique à la roue dentée souhaitée. Ses propriétés géométriques, son orientation et sa position déterminent cette roue dentée. Cette dernière est utilisée si la roue dentée souhaitée est silencieuse ou si elle doit réduire les vibrations. Une fraise hyperbolique, quant à elle, s'engrène avec deux corps dentés. C'est l'option la plus efficace pour modéliser les engrenages hypoïdes présentant des problèmes de bruit.
La principale différence entre les engrenages hypoïdes et les engrenages coniques à denture spirale réside dans le diamètre : les premiers ont un diamètre supérieur. On les trouve généralement dans des applications à rapport de réduction de 1:1 et 2:1, mais certains fabricants proposent également des rapports plus élevés. Un réducteur hypoïde peut atteindre des vitesses de 3 000 tr/min, ce qui en fait un choix privilégié pour de nombreuses applications. Ainsi, si vous recherchez un réducteur à haut rendement, c'est l'engrenage qu'il vous faut.

angles d'addendum et de dedendum

Les angles d'addendum et de dedendum d'un engrenage conique servent à décrire la forme et la profondeur de ses dents. Chaque dent présente une surface légèrement conique dont la profondeur varie. Ces angles sont définis par leurs distances d'addendum et de dedendum. L'angle d'addendum correspond à la distance entre la face supérieure et la face inférieure de la dent, tandis que l'angle de dedendum correspond à la distance entre la face primitive et la face inférieure de la dent.
L'angle primitif est l'angle formé par le sommet du cône primitif de la roue dentée et la ligne primitive de l'arbre. L'angle de dendum, quant à lui, correspond à la profondeur de l'espace entre les dents sous la ligne primitive. Ces deux angles servent à caractériser la forme d'une roue dentée conique. Les angles de addendum et de dendum sont essentiels pour la conception des engrenages.
Les angles de dendum et de addendum d'un engrenage conique sont déterminés par le rapport de contact (Mc) des deux engrenages. La développante de cercle ne doit pas dépasser le diamètre de base de l'engrenage conique. Ce diamètre est également une dimension critique pour la conception d'un engrenage. Il est possible de réduire la développante de cercle pour qu'elle corresponde à la développante de cercle d'origine, mais elle doit alors lui être tangente.
L'application la plus courante des engrenages coniques est le différentiel automobile. On les retrouve dans de nombreux types de véhicules, notamment les voitures, les camions et même les engins de chantier. Ils sont également utilisés dans le secteur maritime et l'aéronautique. Outre ces deux utilisations principales, les engrenages coniques ont de nombreuses autres applications et leur popularité ne cesse de croître. Ils constituent un élément essentiel des systèmes d'engrenages automobiles et industriels.

Applications des engrenages coniques

Les engrenages coniques sont utilisés dans de nombreuses applications. Ils sont fabriqués à partir de divers matériaux en fonction de leur poids, de la charge et de leur utilisation. Pour les applications à forte charge, on utilise des métaux ferreux comme la fonte grise. Ces matériaux offrent une excellente résistance à l'usure et sont peu coûteux. Pour les applications à faible charge, on utilise l'acier ou des matériaux non métalliques comme les plastiques. Certains matériaux pour engrenages coniques sont considérés comme silencieux. Voici quelques-unes de leurs utilisations les plus courantes.
Les engrenages coniques droits sont les plus faciles à fabriquer. La première méthode de fabrication consistait à utiliser une raboteuse à tête d'indexage. Les méthodes de fabrication modernes ont introduit les systèmes Revacycle et Coniflex. Pour la fabrication d'engrenages industriels, CZPT utilise le système Revacycle. Il existe cependant de nombreux types d'engrenages coniques. Ce guide vous aidera à choisir le matériau adapté à votre prochain projet. Ces matériaux résistent à des vitesses de rotation élevées et sont très robustes.
Les engrenages coniques sont très répandus dans l'automobile et les machines industrielles. Ils relient l'arbre de transmission aux roues. Certains présentent même un angle de 45 degrés. Ces engrenages peuvent être montés sur une surface conique afin de tester leurs performances de transmission. Ils sont également utilisés dans des applications de test pour garantir une transmission de mouvement optimale. Ils permettent de réduire la vitesse des arbres droits. Les engrenages coniques sont utilisés dans de nombreux secteurs, du maritime à l'aéronautique.
Le type d'engrenage conique le plus simple est l'engrenage à denture droite, dont le rapport est de 1:1. Il sert à modifier l'axe de rotation. Les arbres des engrenages coniques à denture droite peuvent se croiser selon n'importe quel angle, de 45° à 120°. Les dents de cet engrenage peuvent être droites, hélicoïdales ou Zerol. Comme pour les systèmes pignon-crémaillère, il existe différents types d'engrenages coniques.

Édité par CX le 13 novembre 2023