La transmission d'engrenages est une méthode fondamentale de transmission mécanique de puissance largement utilisée dans diverses machines, réputée pour sa structure compacte, son efficacité élevée et sa capacité à transmettre de gros moments.Cet article explore sa classification, les paramètres clés, les méthodes de lubrification et les applications pratiques pour fournir une compréhension complète de cette technologie critique.

1. Classification des engrenages

Les engrenages sont classés en fonction de la position de l'arbre, des conditions de fonctionnement et des courbes du profil des dents:

Par position relative de l'arbre

Les engrenages à arbre parallèle: comprennent les engrenages à éperons (dents parallèles à l'axe), les engrenages hélicoïdaux (dents inclinés pour un fonctionnement plus fluide) et les engrenages à os de hareng (deux ensembles hélicoïdaux opposés à la poussée d'équilibre),idéal pour les systèmes à haute puissance.

Les engrenages d'arbre intersectés: tels que les engrenages en forme de cône (droits, hélicoïdaux ou en spirale) pour le transfert de puissance à angle droit dans des applications telles que les différentiels de véhicule.

Les engrenages à arbre croisé: comme les engrenages à vers ou les engrenages hélicoïdaux inclinés, permettant une transmission de puissance non parallèle et non intersectrice.

Par conditions de fonctionnement

Appareils à engrenages ouverts: Exposés à l'environnement avec une lubrification médiocre, utilisés dans des scénarios à basse vitesse et à basse précision (par exemple, machines agricoles).

Appareils de transmission fermés: scellés dans un boîtier avec lubrification contrôlée, adaptés aux systèmes à grande vitesse et de haute précision (par exemple, moteurs industriels).

Disques semi-ouverts: partiellement protégés, équilibrant coût et performance.

Par courbes de profil des dents

Les engrenages intégrés: les plus courants en raison de la transmission stable et de la fabrication facile.

Les engrenages cycloïdaux: offrent une forte densité de couple, utilisés dans les instruments de précision.

engrenages à arc circulaire: conçus pour des charges lourdes, courants dans les équipements miniers.

2. Paramètres de l' engrenage

Les paramètres critiques déterminent la conception, les performances et la compatibilité d'un engin:

Dimensions de base

Module (m): définit la taille des dents (m = hauteur/π); les modules plus grands augmentent la résistance des engrenages.

Nombre de dents (z): affecte la douceur - plus de dents améliorent la précision mais augmentent la taille.

Le diamètre d'enfoncement (d): calculé comme d = m × z, pour déterminer la compatibilité des mailles.

Caractéristiques géométriques

Angle de pression (α): typiquement 20° ou 25°; des angles plus grands améliorent la résistance mais réduisent l'efficacité.

Coefficient d'addendum (ha*) et coefficient de dégagement (c*): les valeurs standard (ha* = 1, c* = 0,25) déterminent la hauteur des dents et le dégagement entre les engrenages de maillage.

Autres paramètres

Épaisseur (s) des dents et largeur (e) de l'espace: veiller à ce qu'il y ait une bonne maillage.

Diamètre du cercle de base (db): influence la forme involute de la dent (db = d × cosα).

Pour les engrenages hélicoïdaux, il affecte la poussée axiale et la douceur.

3Sélection et calcul

La bonne sélection des engins implique des calculs systématiques:

Déterminer le taux de transmission(vitesse d'entrée/sortie) en fonction des besoins de l'application.

Calcul du module et des dents: dérivé du couple, de la vitesse et de la résistance du matériau.

Calculer les dimensions clés: le diamètre de la hauteur, le cercle addendum (da = m ((z + 2)), et le cercle racine (df = m ((z - 2,5)).

Vérifiez les paramètres de maillage: Assurez-vous que la distance centrale (a = (d1 + d2) /2) et l'angle de pression correspondent pour un fonctionnement en douceur.

4. Méthodes de lubrification

La lubrification est essentielle pour réduire l'usure et prolonger la durée de vie:

Lubrification manuelle: Application périodique d'huile/graisse pour engrenages ouverts ou à basse vitesse.

Lubrification au bain d'huile: pour les engrenages fermés dont la vitesse de circonférence est inférieure à 12 m/s; les engrenages sont plongés dans une citerne d'huile pour distribuer le lubrifiant.

Injection forcée d'huile: Utilise des pompes pour pulvériser de l'huile sur les dents de maillage, adapté aux engrenages à grande vitesse (> 12 m/s) ou à lourde charge (par exemple, systèmes de turbines).

5. Applications

La polyvalence de la transmission d'engrenages la rend indispensable dans tous les secteurs:

Automatisation industrielle: Les convoyeurs, les robots et les chaînes de montage reposent sur des engins de précision.

Automobile et aérospatiale: Les transmissions, les systèmes de direction et les moteurs d'avion utilisent des engrenages pour distribuer l'énergie.

Machines lourdes: Les grues (machines-outils) et les ascenseurs sont équipés de systèmes d'engrenages à couple élevé.

Les domaines spécialisés: Les appareils médicaux (téléscopes), les machines agricoles (récolteuses) et même les équipements de loisirs (vélo) utilisent des engrenages pour des performances fiables.

Conclusion

La transmission reste une pierre angulaire de l'ingénierie mécanique, offrant une efficacité et une adaptabilité inégalées.les ingénieurs peuvent optimiser les conceptions pour diverses applicationsÀ mesure que la technologie progresse, les innovations en matière de matériaux et de fabrication amélioreront encore les performances des engins, assurant leur rôle dans les machines du futur.