Engrenages

Fonction transmettre

L'objet de cette partie n'est pas de fournir un cours complet sur les mécanismes. Nous nous limiterons à l'étude d'un mécanisme simple mais souvent rencontré dans les chaînes de puissance : l'engrenage.

Définition : Un engrenage est un système mécanique composé de deux roues dentées.

La fréquence de rotation des moteurs (fonction convertir) n'est souvent pas adaptée à la fréquence de rotation de l'éléments en sortie du système (ex: roue).

Un engrenage permet d'adapter la fréquence de rotation d'un arbre. Il peut réduire celle-ci, on parle alors de réducteur ou, au contraire, l'augmenter, on parle alors de multiplicateur.

La petite roue (pignon) tourne plus vite que la grande roue.

Dans un engrenage on distingue la roue menante de la roue menée. La roue menante entraîne la roue menée.

Lorsque la petite roue est menante, il y a réduction de la vitesse. Au contraire, lorsque la grande roue est menante, il y a multiplication de la vitesse. Le rapport entre la fréquences de rotation en entrée et la fréquence de rotation en sortie du mécanisme est appelé facteur de réduction. On le note $r$. Il se calcule de la manière suivante :

$$r = \frac{Z_{menante}}{Z_{menée}}$$

Avec $Z$le nombre de dents de la roue dentée.

De plus, on peut calculer la fréquence de rotation de sortie à partir de celle d'entrée et du rapport de réduction :

$$N_{sortie} = r \times N_{entrée}$$

La fréquence de rotation d'un arbre est notée $N$est s'exprime en tours par minutes ($tr/min$)

On parle parfois de vitesse angulaire pour exprimer la vitesse à laquelle tourne un arbre. La vitesse angulaire est notée $\omega$est s'exprime en radians par secondes ($rad/s$ou $s^{-1}$).

Pour passer de $N$à $\omega$on utilise la formule suivante :

$$\omega = \frac{2 \pi.N}{60}$$

Le rendement d'un engrenage est généralement supérieur à 95%