Les Engrenages
Le Vocabulaire des Engrenages, c'est ICI !
Objectif:
- Choisir/dimensionner un engrenage répondant à un besoin (rapport de transmission et encombrement).
- Déterminer les caractéristiques d'un engrenage (ou train d'engrenages).
Généralités
1- Définition
Tout d'abord, définissons le terme "Engrenage" !
Un ENGRENAGE est un ensemble de 2 roues (cylindriques, au 1er abord) munies de dents, dont l'une des 2 assure l'entrainement de l'autre sans glissement, leur axe (de rotation) étant "peu éloigné*" l'un de l'autre.
* Qualificatif peu significatif pour l'instant, affaire à suivre...
Remarque : On désigne par le terme "PIGNON" la plus petite des 2 roues dentées (l'autre roue s'appellera "Roue dentée").
2- Principe
L'Engrènement est équivalent à un entrainement entre 2 roues de friction (2 cylindres en contact, voir ci-contre) dont les diamètres seraient ceux de leur
cercle primitif*.
Seulement, la seule adhérence du contact entre les 2 roues ne peut pas garantir le non glissement entre elles, d'où la création de dents.
* La notion de cercle primitif sera évoquée un peu plus tard.
Rappel sur la condition de non glissement (démonstration de cinématique)
3- Analyse Fonctionnelle
3.1- Expression du besoin (Diagramme "Bête à cornes")
Question: A qui/quoi l'ENGRENAGE rend-il service ?
Réponse: L'ENGRENAGE rend service à l'Arbre Moteur.
Question: Sur qui/quoi l'ENGRENAGE agit-il?
Réponse: L'ENGRENAGE agit sur l'Arbre
Récepteur.
Question: Dans quel but ?
Réponse: L'ENGRENAGE doit transmettre le mouvement de rotation de l'Arbre Moteur à l'Arbre Récepteur avec ou sans modification des paramètres d'entrée.
3.2- Identification des Éléments du Milieu Extérieur (Diagramme Environnemental dit
"Pieuvre")
Au cœur du Diagramme, nous retrouvons l'Objet de l'étude, l'ENGRENAGE, dont le cercle qui le contourne et l'enferme définit ses limites. Sont présents tout autour, ses éléments proches et "palpables" avec lesquels des relations existent, soient: l'Arbre Moteur, l'Arbre Récepteur, le bâti, le Milieu ambiant et les Normes de Sécurité.
3.3- Fonctions de Service F.S.
Liste non hiérarchisée (sans critère "de priorité") des Fonctions de Service, soient:
-F.S.1- L'ENGRENAGE doit transmettre la rotation de l'Arbre Moteur à l'Arbre Récepteur avec ou sans modification des paramètres d'entrée;
-F.S.2- L'ENGRENAGE doit s'adapter à l'Arbre Moteur;
-F.S.3- l'ENGRENAGE doit s'adapter à l'Arbre Récepteur;
-F.S.4- l'ENGRENAGE doit s'adapter au Bâti;
-F.S.5- l'ENGRENAGE doit s'adapter au Milieu ambiant;
-F.S.6- L'ENGRENAGE doit respecter les Normes de Sécurité.
3.4- Cahier des Charges Fonctionnel C.D.C.F.
Veuillez trouver ci-dessous un exemple de remplissage d'un tableau des Fonctions de Service (ou Cahier des Charges Fonctionnel - CDCF). La solution finale devra y répondre.
| F.S. | Critères | Niveaux de Critère | Flexibilités |
| F.S.1 |
- Vitesse de l'Arbre Moteur (imposée) - Vitesse de l'Arbre récepteur (souhaitée) |
- Valeur de la Vitesse - Valeur de la Vitesse |
- Tolérance ou f0 à 5* - Tolérance ou f0 à 5 |
| F.S.2 |
- Diamètre Arbre Moteur - Longueur Arbre Moteur |
- Valeur du diamètre - Valeur de la Longueur |
- Tolérance ou f0 à 5 - Tolérance ou f0 à 5 |
| F.S.3 |
- Diamètre Arbre récepteur - Longueur Arbre récepteur |
- Valeur du diamètre - Valeur du diamètre |
- Tolérance ou f0 à 5 - Tolérance ou f0 à 5 |
| F.S.4 |
Encombrement du Bâti (imposé) - Longueur: - largeur: - profondeur: |
- Valeur de la Longueur - Valeur de la largeur - Valeur de la profondeur |
- Tolérance ou f0 à 5 - Tolérance ou f0 à 5 - Tolérance ou f0 à 5 |
| F.S.5 |
Condition(s) de fonctionnement: - Température: - etc... |
- Valeur de la Température - Valeur(s) suivante(s)... |
- Tolérance ou f0 à 5 - Tolérance(s) ou f0 à 5 |
| F.S.6 | Condition(s) spécifique(s) | - Valeurs de la (des) Condition(s) | - f0 |
* f0 = Pas négociable ; f1 = peu négociable ; f2 = assez négociable ; f3 = négociable ; f4 = très négociable ; f5 = totalement négociable.
3.5- Diagramme F.A.S.T.
Veuillez trouver ci-dessous les différentes solutions constructives de la Fonction de Service:
"Transmettre la rotation de l'Arbre Moteur à l'Arbre Récepteur.
Remarques:
-1- Ce "Tableau" n'est pas exhaustif !
-2- La Fonction de Service ci-dessous a été développée version "light".
-3- Les Solutions Constructives ont été "croquées à main levée".
-4- Concernant le tableau des solutions à droite, il faut lire:
---> Eng // = Engrenage à axes parallèles (denture droite et hélicoïdale);
---> Eng ⏊ = Engrenages à axes concourants (denture droite et hélicoïdale);
---> Roue et vis = Engrenages par roue et vis sans fin;
---> Eng gauche = Engrenages gauches;
---> Train simple = Les trains d'engrenages à axes parallèles (denture droite et hélicoïdale);
---> Train épi = Les trains épicycloïdaux (denture droite et hélicoïdale).
3.6- Solutions Constructives
Les Engrenages à Axes concourants à denture droite ou denture hélicoïdale.
Les Trains Simples à denture droite ou
hélicoïdale.
Consultez la suite..., il s'agit des caractéristiques d'une denture (et terminologie)