Engrenage droit à denture hélicoïdale

Ils transmettent le mouvement entre deux arbres parallèles. L'angle d'inclinaison de la denture, l'angle d'hélice, est le même pour les deux roues, mais en sens inverse.

Différents types d'engrenages hélicoïdaux

1. Comparaison entre dentures droites et dentures hélicoïdales

Avantages de la denture hélicoïdale : transmission plus souple, plus progressive et moins bruyante ; conduite plus grande : 2, 3 ou 4 couples de dents toujours en prise ; transmission d'efforts importants à vitesses élevées ; réalisation facile d'un entraxe imposé en faisant varier l'angle d'hélice. Inconvénients : efforts supplémentaires dus à l'angle d'hélice (force axiale sur les paliers et augmentation des couples de flexion) et rendement un peu moins bon. L'utilisation est impossible sous forme de baladeur ; ces engrenages doivent toujours rester en prise.

2. Définitions et caractéristiques

Définition des principales caractéristiques à partir d'une crémaillère hélicoïdale.

Angle d'hélice β :

il mesure l'inclinaison de la denture, ou de l'hélice, par rapport à l'axe de la roue ; les valeurs usuelles se situent entre 15 et 30°. De grandes valeurs de β amènent plus de douceur et de progressivité mais aussi des efforts axiaux plus grands. Un engrenage droit est un engrenage hélicoïdal avec β = 0°.

Grandeurs réelles (ou normales) :

p_n, m_n et α_n (=20°). Elles sont normalisées et mesurées perpendiculairement à l'hélice (fig. 25).

Grandeurs apparentes (ou tangentielles) :

p_t, m_t et α_t ne sont pas normalisées et dépendent de la valeur de fi. Elles sont mesurées dans le plan de rotation de la roue (analogie avec une denture droite).

Entraxe a :

il dépend de l'angle β. En faisant varier β on peut obtenir n'importe quel entraxe désiré, ce qui est particulièrement intéressant pour les trains d'engrenages.

Largeur b :

pour des raisons de continuité et de progressivité la largeur b de la roue doit être supérieure au pas axial p_x (b ≥ l,2_x est nécessaire, valeurs usuelles : b ≥  2p_x).

3. Nombre fictif ou virtuel de dents

Ce nombre est utilisé dans certains calculs de résistance de la dent.

Ellipse primitive :

elle est obtenue en coupant le cylindre primitif par un plan perpendiculaire à une hélice. La denture se comporte comme s'il existait un cercle primitif fictif de diamètre d_e = d/cos²β.

Nombre fictif de dent Zc :

nombre de dents correspondant au diamètre fictif précédent (d_e).

d_e = m_n.Z_e = m_t.Z/cos²β = m_n.Z/(cos β)³

et Z_e = Z/(cos β)³