Les bases des engrenages

Les engrenages sont des dispositifs mécaniques qui interagissent pour transférer la puissance ou le mouvement d’un arbre à un autre. Ils sont largement utilisés dans les machines, les véhicules, les équipements électroniques, etc. Les engrenages sont composés de deux roues dentées, une roue motrice et une roue menée. Les dents de ces roues s’engrènent pour entraîner la rotation de l’arbre mené.

Les engrenages peuvent avoir des dents droites, hélicoïdales, coniques, ou autres. Les dents hélicoïdales sont les plus courantes car elles sont plus silencieuses et plus lisses que les autres types de dents. Les engrenages sont souvent fabriqués en acier, en laiton, en bronze, en plastique, ou en d’autres matériaux. Le choix du matériau dépend de l’application et des conditions de fonctionnement.

Lorsque deux engrenages sont en contact, la vitesse de rotation de la roue motrice est transférée à la roue menée. Le rapport de vitesse dépend du nombre de dents sur chaque roue. Si la roue motrice a plus de dents que la roue menée, la roue menée tournera plus lentement que la roue motrice. Si la roue motrice a moins de dents que la roue menée, la roue menée tournera plus rapidement que la roue motrice.

Les types d’engrenages

Il existe plusieurs types d’engrenages, chacun ayant des caractéristiques spécifiques. Les engrenages droits sont les plus simples et les plus courants. Ils ont des dents droites et sont utilisés pour des applications à faible puissance comme les horloges, les jouets, etc. Les engrenages hélicoïdaux ont des dents en forme de vis et sont plus silencieux et plus doux que les engrenages droits. Ils sont utilisés pour des applications à haute puissance comme les voitures, les machines-outils, etc.

Les engrenages coniques sont utilisés pour transférer la puissance entre deux arbres qui se croisent à un angle. Les engrenages planétaires sont un ensemble d’engrenages disposés en cercle autour d’un arbre central. Ils sont utilisés pour créer des rapports de vitesse élevés et sont souvent utilisés dans les boîtes de vitesses des voitures. Les engrenages à vis sans fin sont utilisés pour créer des rapports de vitesse très élevés et sont souvent utilisés dans les vérins, les ascenseurs, etc.

Les rapports de vitesse

Le rapport de vitesse est le rapport du nombre de dents sur la roue motrice au nombre de dents sur la roue menée. Si la roue motrice a 20 dents et la roue menée a 40 dents, le rapport de vitesse est de 1:2. Cela signifie que la roue menée tournera deux fois plus lentement que la roue motrice.

Le rapport de vitesse peut être calculé en divisant le nombre de dents sur la roue motrice par le nombre de dents sur la roue menée. Si le rapport de vitesse est supérieur à 1, la roue menée tournera plus lentement que la roue motrice. Si le rapport de vitesse est inférieur à 1, la roue menée tournera plus rapidement que la roue motrice.

Exemple de calcul de rapports

Supposons que nous avons deux engrenages, un avec 20 dents et l’autre avec 40 dents. Le rapport de vitesse est le nombre de dents sur la roue motrice divisé par le nombre de dents sur la roue menée. Dans ce cas, le rapport de vitesse est de 20/40, soit 0,5. Cela signifie que la roue menée tournera deux fois plus vite que la roue motrice.

Un autre exemple est un engrenage avec 30 dents et un autre avec 60 dents. Le rapport de vitesse est de 30/60, soit 0,5. Cela signifie que la roue menée tournera deux fois plus lentement que la roue motrice.

En général, plus le nombre de dents sur la roue motrice est grand, plus la vitesse de rotation de la roue menée sera faible par rapport à la roue motrice. Le rapport de vitesse dépend également de la taille et de la forme des dents sur chaque roue, de l’angle entre les axes des engrenages, et du matériau utilisé pour fabriquer les engrenages.