Fiche technique : engrenages hélicoïdaux
L'angle d'hélice
Par rapport à un
engrenage droit, la notion d'angle d'inclinaison a été introduite. La
somme des angles d'inclinaison des deux roues concourrantes va déterminer
l'angle que vont faire les axes.
De façon totalement arbitraire, les angles inclinés à droite seront positifs (+) et les angles inclinés à gauche négatif (-). Si un engrenage à denture inclinée à droite d'un angle A engrène avec un engrenage à denture inclinée à gauche d'un angle a, on aura:
(+)A +
(-) A = 0
Les deux
angles s'annulent. On aura donc des engrenages
hélicoïdaux à axes parallèles.
De même, si un
engrenage à denture inclinée à droite d'un angle 45° engrène avec un
engrenage à denture inclinée à droite d'un angle 45°, on aura:
(+) 45°
+ (+) 45° = (+) 90°
Les deux
angles sont complémentaires. On aura donc des engrenages qui vont former
un renvoi d'angle à 90°. Ce seront des engrenages
hélicoïdaux à axes croisés.
L'inclinaison de
la denture génère une force axiale. Cette force axiale augmente rapidement
lorsque l'angle d'inclinaison a augmente lui-même. Il est donc nécessaire
de contrer cette force en ajoutant au système des paliers de
butée.
En
raison de l'angle d'inclinaison, les formules de base utilisées pour le
dimensionnement des engrenages droits doivent subir une petite adaptation.
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DENTURE STANDARD |
Symboles | Formules | Unités |
Module |
m |
p | mm |
Pas | p | m x | mm |
Diamètre primitf | d | Zm x cosß | mm |
Diamètre de tête | D | m + (2 x m) | mm |
Nombre de dents | Z | d + cosß m |
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Sailie | ha | m | mm |
Pas de l'hélice | Pz | d x tanß | mm |
Les
engrenages hélicoïdaux à axes parallèles
L'inclinaison de la denture génère une force axiale. Cette force
axiale augmente rapidement lorsque l'angle d'inclinaison a augmente
lui-même. Il est donc nécessaire de contrer cette force en ajoutant au
système des paliers de butée.
Dans ces
conditions, on ne choisit guère pour A de valeur supérieur à 25°
pour les engrenages hélicoïdaux à axes parallèles. Cet angle n'est pas
harmonisé entre les différents fabricants. HPC a choisit pour ses
engrenages 17°45'. Il est donc nécessaire, pour des raisons de
compatibilité, que le client utilise deux engrenages provenant
d'HPC.
Pour
résumer, il faut le même angle d'hélice sur les deux roues pour des
raisons de compatibilité; de plus, l'angle d'hélice a une influence sur le
diamètre primitif, donc sur l'entraxe.
Enfin, les engrenages
hélicoïdaux à axes parallèles inclinés à gauche s'engrènent avec des
engrenages hélicoïdaux à axes parallèles à denture inclinée à
droite.
Comment
déterminer le sens de l'inclinaison de denture
?
Avantages, inconvénients, conseils
Forces générées par l'engrènement
Les engrenages
hélicoïdaux à axes croisés
L'inclinaison de la denture génère une
force axiale.Cette force axiale augmente rapidement lorsque l'angle
d'inclinaison A augmente lui-même. Il est donc nécessaire de
contrer cette force en ajoutant au système des paliers de butée. La
force générée par l'angle d'inclinaison de 45° est importante. Il en
résulte une perte de puissance conséquente dans le
système.
Le rendement de ce type de transmission est
moyen.
Le contact entre
les deux roues se fait sur un point. Il en résulte que le mécanisme n'est
capable de transmettre que de faibles efforts. Les frottements sont
relativement importants, ce qui conduit parfois à choisir le bronze pour
l'une des roues, comme par exemple les
roues et vis sans fin, qui ne sont ni plus ni moins que des engrenages
hélicoïdaux à axes croisés avec un grand rapport de
réduction.
Attention : un engrenage hélicoïdal à axes croisés
dont le denture est inclinée dans un sens s'engrène avec un engrenage
hélicoïdal à axes croisés incliné dans le même sens.
Comment
déterminer le sens de l'inclinaison de denture ?
denture |
roue menante |
roue menante |
denture |
les engrenages à denture inclinée à gauche s'engrènent entre eux | les engrenages à denture inclinée à droite s'engrènent entre eux | ||
denture |
roue menante |
roue menante |
denture |
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