一、 Types et fonctions des engrenages

1.0. Types d' engrenages
Il existe de nombreux types d'engrenages. La méthode de classification la plus courante est basée sur l'axe des engrenages. Ils sont généralement divisés en trois types: parallèle - axe, intersection - axe,et de l'axe croiséLes engrenages à axe parallèle comprennent les engrenages à éperons, les engrenages hélicoïdaux, les engrenages internes, les racks et les racks hélicoïdaux, etc. Les engrenages à axe intersecteur comprennent les engrenages à virage droit, les engrenages à virage en spirale,engrenages en virage à zéro degré, etc. Les engrenages à axe croisé comprennent les engrenages à hélice croisée, les roues à ver et à ver, les engrenages hypoïdes, etc.

(Classification et types d'engins).

Les rendements énumérés dans ce tableau sont des rendements de transmission et n'incluent pas les pertes dues aux roulements, à la lubrification par agitation, etc.Le maillage des paires d'engrenages sur des axes parallèles et des axes intersectés est essentiellement roulantPour les engrenages hélicoïdaux à axe croisé et pour les roues à ver et à ver et autres paires d'engrenages à axe croisé,puisque la rotation est générée par glissement relatif pour obtenir une transmission de puissance, l'influence du frottement est très importante et l'efficacité de la transmission diminue par rapport aux autres engrenages.L'efficacité d'un engrenage est l'efficacité de transmission de l'engrenage dans des conditions normales d'assemblage. S'il y a une installation incorrecte, en particulier lorsque la distance d'assemblage de l'engrenage en cône est incorrecte et qu'il y a une erreur dans le point d'intersection conique, son efficacité diminuera considérablement.

2.0 Le rôle des engrenages

Les engrenages doivent être utilisés par paires pour être efficaces.

2.1 Transmettre la puissance du mouvement mécanique:Il y a beaucoup d'engrenages sur de nombreuses voitures. Ces engrenages peuvent aider le fonctionnement des voitures ou de diverses autres machines. Par exemple, comme le dispositif de changement sur les voitures et les boîtes de réduction industrielles, etc.Avec le rôle d'engrenages, ils peuvent fonctionner normalement.

2.2 Modifier la direction du mouvement:
La figure suivante montre la loi du changement de direction du mouvement par différentes combinaisons d'engrenages.

2.3 Modifier la vitesse de déplacement:L'installation sur la machine d'une combinaison de gros et de petits engrenages peut faire accélérer ou décélérer rapidement la machine, par exemple des réducteurs et des dispositifs d'accélération.

2.4 Modifier le couple ou la torsion:La combinaison de grands et de petits engrenages modifie le couple produit par les engrenages; (une explication détaillée est donnée au troisième point ci-dessous.)

二、Rapports de transmission et directions de rotation des engrenages
Le rapport de transmission est le rapport des vitesses angulaires de deux composants tournants dans un mécanisme, également connu sous le nom de rapport de vitesse.Le rapport de transmission du composant a et du composant b est i = ωa/ωb = na/nb, où ωa et ωb sont respectivement les vitesses angulaires des composantes a et b (radians par seconde); na et nb sont respectivement les vitesses de rotation des composantes a et b (rotations par minute).

1.Mécanisme de transmission à étage unique:Un train d'engrenages formé après une paire d'engrenages est appelé un mécanisme d'engrenage à un seul étage.

Que le nombre de dents du train d'entraînement du mécanisme à engrenage à un seul étage soit z1, le nombre de tours soit n1, le nombre de dents du train d'entraînement soit z2,et le nombre de tours est n2L'équation de calcul du rapport de transmission est la suivante:
Le rapport de transmission = z2/z1 = n1/n2
En fonction de la valeur du rapport de transmission, le mécanisme d'engrenage à un seul étage peut être divisé en trois catégories:
Le rapport de transmission < 1, le mécanisme d'augmentation de vitesse, n1 < n2
Le rapport de transmission = 1, mécanisme de vitesse constante, n1 = n2
Le rapport de transmission > 1, mécanisme de réduction de vitesse, n1 > n2
2.0 Mécanisme à deux vitesses:Le mécanisme à engrenages à deux étages est composé de deux ensembles de mécanismes à engrenages à un étage.
La figure suivante montre la structure du mécanisme à deux vitesses.

Le rapport de transmission = z2/z1 * z4/z3 = n1/n2 * n3/n4.

Ce qui suit est un exemple de calcul du rapport de transmission d'un mécanisme à deux vitesses.

三、Relation entre couple, puissance et vitesse de rotation
Regardons d'abord quelques formules et comprenons-les étape par étape.
a. En physique, le moment de force, le moment de force = force × bras de levier (ligne droite). La formule pour calculer le moment de force est M = L × F. L'unité de moment de force est Newton-mètre,simplement appelé N - m, avec le symbole N*m.

Le bras de levier OA × force Fa = bras de levier OB × force Fb

b. Dans un état de rotation, le couple (moment spécial de force) = F (force) × r (rayon de rotation), c'est-à-direle produit de la force tangentielle et du rayon du cercle de la force au point d'actionLa formule de calcul du couple est: M = F*r.

c. Le rapport entre le couple et la vitesse de rotation: T = 9550P / n, P = T * n / 9550; P est la puissance en kilowatts (kW); T est le couple en Newton - mètres (N·m);n est la vitesse de rotation en tours par minute (r / min).9550 est une constante.
d. Relation entre puissance et couple et vitesse de rotation: puissance (kW) P = couple (N·m) T × vitesse de rotation (RPM) n/9550, c'est-à-dire P = T*n/9550,qui peut être compris avec la figure suivante:.

Comme on peut le voir sur le schéma de rotation des engrenages, la puissance reste inchangée (ignorant les pertes de transmission), mais la vitesse de rotation est réduite.Selon la puissance = couple × vitesse de rotation (* constante), le nombre de fois que la vitesse de rotation à l'extrémité de la roue est réduite est le même que le nombre de fois que le couple à l'extrémité de la roue est augmenté - c'est le soi-disant "couple de roue".
e. Relation entre puissance et couple et vitesse angulaire: Puissance P = couple T × vitesse angulaire ω.
Parce que la puissance P = travail W ÷ temps t, et le travail W = force F × distance s, donc P = F × s / t = F × vitesse linéaire v. Ici v est la vitesse linéaire.la vitesse linéaire v du vilebrequin = la vitesse angulaire ω du vilebrequin × le rayon r du vilebrequin.
La substitution de la formule ci-dessus donne: puissance P = force F × rayon r × vitesse angulaire ω. Et la force F × rayon r = couple.On peut conclure que la puissance P = couple × vitesse angulaire ωAinsi, la puissance d'un moteur peut être calculée à partir du couple et de la vitesse de rotation.

Prenez des exemples.

Relations complémentaires: les suivantes sont pour le mouvement circulaire uniforme.

1La vitesse linéaire V = s/t = 2πR/T.

2La vitesse angulaire ω = Φ/t = 2π/T = 2πf.

3La relation entre la vitesse linéaire et la vitesse angulaire: vitesse linéaire = vitesse angulaire × rayon, V = ωR.

4.La relation entre vitesse angulaire et vitesse de rotation ω = 2πn (ici fréquence et vitesse de rotation ont la même signification).

5.Période et fréquence T = 1/f.
Principales quantités et unités physiques: longueur d'arc (S): mètre (m); angle (Φ): radian (rad); fréquence (f): hertz (Hz); période (T): seconde (s); vitesse de rotation (n): r/s; rayon (R): mètre (m);vitesse linéaire (V): m/s; vitesse angulaire (ω): rad/s.