Bien choisir un engrenage

Un engrenage est un système mécanique composé d’au moins 2 roues dentées. Les engrenages servent à transmettre un mouvement rotatif en modifiant le couple et la vitesse. Les roues dentées sont en contact l’une avec l’autre au niveau des dents. C’est la rotation de la première roue qui va entraîner la seconde par obstacle au contact des dents. 

Lorsqu’un engrenage est composé de plus de 2 roues, on parle de train d’engrenage. Le but principal d’un engrenage est de réduire ou augmenter la vitesse de rotation et le couple. La vitesse est inversement proportionnelle au couple.

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  • Comment choisir un type d'engrenage ?

    Voici les principaux critères pour choisir un type d’engrenage :

    • Le rapport de réduction : c’est lui qui va déterminer si l’engrenage choisi peut correspondre à votre besoin ;
    • L’axe d’entrée et de sortie : il s’agit de l’orientation des arbres d’entrées et de sortie et c’est cela qui déterminera le choix d’une solution avec des engrenages orthogonaux ou pas ;
    • La puissance transmise par l’engrenage : c’est elle qui détermine le type de denture. Par exemple, les dentures spiroïdales peuvent transmettre plus de couple par rapport à des dentures droites pour la même dimension.
    • L’encombrement : certains types de montages sont plus compacts que d’autres comme les trains épicycloïdaux, par exemple, tandis que d’autres sont plus encombrants ;
    • Le coût : les engrenages sont plus ou moins chers, et plus ou moins complexes à installer donc veillez à choisir la bonne solution en fonction de vos besoins et vos moyens.
  • Quels sont les différents types d'engrenages ?

    Il existe différents types d’engrenages : les engrenages droits, les engrenages coniques, et les engrenages à vis sans fin.

    Les engrenages droits

    Il s’agit des engrenages les plus fréquents car ils sont les plus simples. La ligne de contact entre les dentures est dans le même plan que celui de la rotation des engrenages.

    Les engrenages coniques

    Dans ce type d’engrenage, la face externe de la roue forme un angle par rapport à l’axe de rotation. Ce type d’engrenage est souvent utilisé lorsqu’on veut changer l’angle de l’axe de rotation entre la roue menante et la roue menée.

    Les engrenages à vis sans fin

    Dans ce type d’engrenage, la partie menante n’est pas une roue mais une vis sans fin. Le rapport de réduction est important. L’axe de rotation de la vis sans fin est perpendiculaire à l’axe de rotation de la roue menée. Toutefois, la rotation de ce type d’engrenage n’est pas réversible. Il est en effet impossible de faire tourner la vis en faisant tourner la roue.

    Ce type d’engrenage est à privilégier pour des raisons de sécurité. On les utilise par exemple sur des ponts élévateurs afin d’éviter que la charge puisse se déplacer accidentellement.

    engrenage droit NORELEM

    Engrenage droit NORELEM

    Engrenage conique Cross & Morse

    Engrenage conique Cross & Morse

    Engrenage à vis sans fin Framo Morat

    Engrenage à vis sans fin Framo Morat

  • Quelles sont les différents types de dentures d’engrenage ?

    Il existe plusieurs types de dentures d’engrenage : les dentures droites, les dentures hélicoïdales et les dentures à chevrons.

    Les dentures droites

    Ce sont les dentures les plus communes. Elles sont taillées dans la roue de façon parallèle à l’axe de rotation. Elles sont très faciles à fabriquer, ce qui explique leur présence dans la plupart des applications mécaniques. Par contre, leur principal défaut est le fait qu’elles sont très bruyantes.

    Les dentures hélicoïdales

    Leur ligne de forme est positionnée dans le même axe que l’axe de rotation et le nombre de dents en contact est constant.

    Engrenage conique à denture hélcoïdale

    Engrenage conique à denture hélicoïdale

    L’avantage de ce système est d’atténuer les vibrations et donc le bruit. Par ailleurs, la largeur de la dent étant plus large que la largeur de l’engrenage, il est possible de transmettre des efforts plus importants. Cependant, la fabrication de ce type de denture est beaucoup plus compliquée, rendant le système plus cher.

     

    Les dentures à chevrons

    Elles sont facilement reconnaissables car ce sont elles qui représentent le logo de la marque automobile Citroën. Et pour cause, c’est André Citroën qui a breveté ce type de denture. Les dentures à chevrons sont composées de deux dentures hélicoïdales de dimensions identiques avec des hélices en sens contraires qui permettent d’annuler l’effort axial sur l’ensemble. Cependant, comme pour les dentures hélicoïdales, la conception et la fabrication des dentures à chevrons sont compliquées et donc ces dernières ont un coût plus élevé. C’est l’industrie lourde, comme par exemple l’aéronautique, qui utilise les dentures à chevrons.

  • Quels sont les différents montages d'engrenages ?

    Les engrenages à roue et crémaillère

    Le système de pignon-crémaillère permet de transformer un mouvement rotatif en un mouvement de translation et inversement. Il se compose d’une roue dentée (le pignon) et d’une barre dentée (la crémaillère). Lorsque la roue dentée tourne, elle entraîne les dents de la barre qui se déplace ainsi en translation. Ce type de système est utilisé dans les automobiles pour convertir la rotation du volant dans le mouvement de gauche à droite des barres de conduite.

    Les engrenages parallèles ou cylindriques

    Les axes des deux roues dentées sont parallèles.

    Les engrenages concourants ou coniques
    Ces engrenages permettent d’avoir un angle entre l’entrée et la sortie de l’engrenage. On utilise cette solution dans les différentiels automobiles pour obtenir un angle droit entre l’entrée et la sortie de la transmission.

    Dans un engrenage conique, la roue dentée a la forme d’un cône dont la pointe est coupée (cône tronqué). Lorsque deux roues coniques sont en prise, leurs sommets “imaginaires” doivent occuper le même point. Leurs axes se croisent également à cet endroit, ce qui génère un angle non rectiligne arbitraire entre les arbres. L’angle entre les arbres peut être tout sauf zéro ou 180 degrés, il est souvent égal à 90 degrés.

    Les engrenages gauches

    Les axes des deux roues dentées ne sont pas dans le même plan. C’est notamment le cas des engrenages gauches hélicoïdaux ou de la roue et vis sans fin.

  • Où trouve-t-on des engrenages ?

    Les engrenages sont utilisés dans la plupart des éléments de transmission de puissance comme les boîtes de vitesse, les différentiels ou en sortie des moteurs thermiques ou électriques. On les retrouve aussi bien dans l’électroménager que dans l’industrie. Ils sont également présents dans la partie réducteur des moto-réducteurs. Il s’agit d’un composant indispensable de la plupart des systèmes mécaniques.

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