Loi des engrenages - Tout ce qu’il faut savoir

                                                            
 

Un engrenage peut être défini comme un outil qui permet la transmission du mouvement entre deux axes.
 Bien entendu, il existe de nombreux types d’engrenages, en fonction de la taille des crans, du rapport entre les axes et de leur forme, entre autres caractéristiques.
Cependant, lorsqu’il s’agit d’assembler deux engrenages, tout n’est pas si simple, car plusieurs problèmes se posent.
Par exemple, la friction qui peut être générée par les dents d’un engrenage avec un autre peut conduire à des températures qui peuvent brûler l’ensemble du système.
On peut également constater qu’une période de fonctionnement prolongée entraîne un léger déplacement des roues, ce qui peut conduire à la rupture de la pièce, voire de la machine entière.
Pour éviter ce problème, il est nécessaire de concevoir soigneusement la forme des dents de ces engrenages.
C’est ici qu’intervient la notion de « loi des engrenages », dont la mission est d’assurer une rotation uniforme et continue des deux roues. Télécharger gratuitement LA LOI DES ENGRENAGES.

                                          De même, il faut bien connaître l’application visée par un tel engrenage et choisir soigneusement le matériau et le procédé de fabrication en fonction des caractéristiques requises. Un seul engrenage ne peut pas fonctionner, c’est pourquoi les engrenages sont utilisés par paires. Lorsque les dents de deux engrenages sont en prise, la rotation de l’un entraîne celle de l’autre. Si les deux engrenages ont des diamètres différents, le plus petit (appelé pignon) tournera plus vite et avec une force de rotation moindre que le plus grand (appelé roue dentée).
Les matériaux utilisés pour la fabrication des engrenages peuvent être des métaux ou des matières plastiques.
Les plastiques se multiplient dans l’industrie mécanique et, dans le cas des transmissions par engrenages, ils sont utilisés dans la fabrication des roues dentées.
Faible coût, faible inertie, faible poids, réduction du bruit et résistance à des puissances d’environ 50 kW sont quelques-uns des avantages que les ingénieurs en mécanique apprécient lorsqu’ils choisissent le matériau des engrenages, en fonction de l’application.
 Un autre avantage est qu’ils peuvent également être combinés avec des lubrifiants internes tels que le PTFE ou le silicone, et qu’ils sont souvent résistants à de nombreux environnements corrosifs.

Les engrenages en plastique sont fabriqués de trois manières:

Ceux fabriqués par moulage d’injection présentent généralement des dimensions plus petites, car les plastiques ont tendance à rétrécir en refroidissant, ils ont une surface plus lisse et plus dure, et il est possible de les renforcer avec de la fibre de verre, ou même d’ajouter des adhésifs anti-friction.

  Les engrenages fabriqués par usinage peuvent avoir des dimensions plus importantes.

L’impression 3D permet de réduire considérablement les délais de production, mais il faut connaître la force qu’exercera l’engrenage, puis choisir le matériau de fabrication, et l’imprimante 3D ne fonctionne pas avec une grande variété de matériaux.

                                                      
*Nous recommandons que les engrenages d’un même réducteur, qui sont soumis à des charges et à des forces de rotation élevées, soient fabriqués dans des matériaux plastiques différents afin d’éviter les dommages dus à l’usure par frottement, qui peuvent aller jusqu’à la rupture.
                                                          

Les plastiques techniques (polymères) utilisés dans la fabrication des engrenages se répartissent en deux grands groupes : les thermoplastiques et les thermodurcissables.
 Exemples de plastiques techniques les plus couramment utilisés dans la fabrication d’engrenages:

• PA6 matériau universel pour engrenages dans la construction de machines ; résistant à l’usure et absorbant les chocs, peu recommandé pour les petits engrenages ayant des exigences dimensionnelles élevées.
   • PA12 polyamide dur avec une absorption d’eau relativement faible, donc une meilleure stabilité dimensionnelle que les autres polyamides.
Nous recommandons son utilisation dans les zones où les charges d’impact sont les plus élevées. Excellente résistance à l’usure.
 • POM-C. En raison de sa faible absorption d’humidité, il est particulièrement adapté aux petits engrenages dont les exigences en matière de stabilité dimensionnelle sont élevées. Non recommandé pour les applications à sec en raison de sa dureté, à moins qu’il ne puisse être lubrifié en permanence.

Les additifs assurent un bon équilibre entre les propriétés mécaniques, autolubrifiantes, résistantes à l’usure et la température de fonctionnement.
• Polytétrafluoroéthylène (PTFE)
• Perfluoropolyéther (PFPE)
• Silicone
Il est clair que, selon l’application, les plastiques et les métaux peuvent être de bons alliés en fonction des caractéristiques requises.
Des engrenages de différents types, tailles et matériaux sont largement utilisés dans diverses machines et systèmes qui nécessitent une transmission positive et échelonnée.
Il est important de noter que les formules appliquées dans les projets d’ingénierie ne sont pas les mêmes pour les deux types de matériaux. Il faut tenir compte des énormes différences entre les propriétés mécaniques, le processus de fabrication et la géométrie de l’engrenage.
À cet égard, les engrenages en plastique sont plus flexibles en termes de forme et de modifications.