Problèmes sur les engrenages et les cames

Les problèmes qui suivent permettent de pratiquer la préparation de dessins d'engrenages et de cames de types courants. Lorsque les formats de feuille ne sont pas spécifiés, les choix de l'échelle et de la disposition sont laissés au jugement de l'étudiant.

Problème 20.1

Un pignon ayant 12 dents et un pas diamétral de 1 est engrené sur une roue comportant 15 dents. Faites un dessin, en grandeur nature, d'un segment de chaque élément illustrant le détail de l'engrènement. Pour ce faire, construisez la denture selon une développante de 14½° exactement, en notant tous les points d'interférence entre les dents.

Problème 20.2

Refaites le problème 20.1, mais dans le cas d'une denture large ayant un angle de pression de 20°.

Problème 20.3

Refaites le problème 20.1, mais dans le cas d'une crémaillère au lieu du pignon à 12 dents.

Problème 20.4

Faites un dessin de démonstration du pignon de la figure 20.19. Dessinez deux vues en traçant la denture par la méthode de l'Odontographe illustrée à la figure 20.5 section Profil de la dent. Utilisez l'échelle double.

Figure 20.19
Pignon (Problème 20.4)

Problème 20.5

Une roue à denture droite possède 60 dents, un pas diamétral de 5 et une largeur de 1.50".

L'arbre a 1.19" de diamètre. Le moyeu a 2.00" de longueur et 2.25" de diamètre.

Calculez, avec précision, toutes les dimensions requises et faites un dessin de fabrication.

Dessinez les six bras de .50" d'épaisseur, dont la largeur variable diminue de .75", au moyeu, à .50" à la jante.

Les autres dimensions sont laissées au jugement de l'étudiant. Faites le dessin à demi-grandeur selon la disposition A-3 ou la disposition A-4 (modifiée) ou, en grandeur nature, selon la disposition B-3 ou la disposition A3-3.

Problème 20.6

Faites un dessin d'atelier du pignon intermédiaire illustré à la figure 20.19. Vérifiez les dimensions par calcul.

Problème 20.7

Refaites le problème 20.6, mais pour la roue à denture droite illustrée à la figure 20.20.

Figure 20.20
Roue d'engrenage droit (Problème 20.7)

Problème 20.8

Une paire d'engrenages coniques ont un pas diamétral de 4.

Le pignon a 13 dents et la roue, 25 dents. La denture a 1.12" de largeur.

Le diamètre de l'arbre du pignon est de .94" et celui de la roue, de 1.19".

Calculez, avec précision, toutes les dimensions requises et faites un dessin de fabrication représentant les deux éléments engrenés comme à la figure 20.10 section Définitions et formules relatives aux engrenages coniques.

Considérez les diamètres des moyeux comme le double de ceux des arbres respectifs.

Référez-vous au tableau ci-dessus pour choisir les grosseurs des clavettes. La distance primitive de départ du pignon doit être de .62" et celle de la roue, de 1.25". Les autres dimensions sont laissées au jugement de l'étudiant.

Clavettes: carrée, rectangulaire, inclinée sans talon" et inclinée avec talon

Problème 20.9

Faites un dessin de fabrication du pignon dont il est question au problème
20.8.

Problème 20.10

Faites un dessin de fabrication de la roue dont il est question au problème
20.8.

Problème 20.11

Refaites le problème 20.9, mais ajoutez deux vues du pignon.

Problème 20.10

Refaites le problème 20.8, mais utilisez les données suivantes.

Pas diamétral de 5, 30 et 15 dents.
Largeur de denture: 1.00".
Arbres: pignon, 1.00" dia;
roue, 1.50" dia.
Distances primitives de départ: .50" pour le pignon et 1.00" pour la roue.

Problème 20.13

Refaites le problème 20.8, mais utilisez les données suivantes. Pas diamétral de 4 et 20 dents pour la roue et le pignon. Choisissez une largeur de denture correcte. Arbres: 1.38" dia. Distance primitive de départ: .75".

Problème 20.14

La figure 20.21.a représente l'arbre de renvoi d'un convoyeur et la figure 20.21.b fournit la disposition du dessin d'assemblage recommandée pour un tel élément.

Figure 20.21
Extrémité d'un arbre de renvoi (Problème 20.14)

En utilisant une échelle demi-grandeur, faites un dessin d'assemblage de l'élément complet. Les dimensions qui suivent sont réelles et suffisantes pour établir le positionnement et les proportions générales des différents composants. La cotation des détails moins importants, les nervures, les congés et divers rayons sont laissés au jugement de l'étudiant qui doit se baser sur la photographie.

Les roues d'engrenage sont identiques en grandeur et semblables en forme à celles de la figure 20.9 section Définitions et formules relatives aux engrenages coniques, elles comportent 24 dents et un pas diamétral de 3.

La largeur de denture est de 1.50". Les arbres ont un diamètre de 2.00".

Le premier arbre, qui est supporté par deux paliers, dépasse le palier de gauche de 7.00" et le deuxième arbre dépasse celui d'en arrière de 4.00". (Dessinez les arbres interrompus tels qu'ils sont illustrés).

Les moyeux ont 2.75" de diamètre et 3.25" de longueur.

Distance primitive de départ: 1.00".

Les roues d'engrenage sont retenues par des clavettes carrées et par des vis de retenue de .38".

Le collet de l'arbre adjacent au palier de droite a 2.25" de diamètre et .75" de largeur; il est retenu par une vis de .38".

Sur le boîtier principal, les logements des paliers ont 2.75" de diamètre et 3.00" de longueur; ils sont à 10.00" l'un de l'autre. Chaque palier est retenu par un chapeau et par deux boulons de ½", dont les axes sont à 3.50" l'un de l'autre.

Les trous de lubrification de ¼" sont taraudés (filets à tuyau), afin d'y visser des galets graisseurs.

Les axes des arbres sont à 6.50" au-dessus de la base et l'arbre avant est à 8.00" du fond du boîtier.

Le boîtier a 11.50" de hauteur; sa base a 16.00" de longueur, 8.75" de largeur et .75" d'épaisseur.

Toutes les parois et les nervures ont .50" d'épaisseur.

La base comporte huit trous de fixation (non visibles sur la photographie) pour recevoir des boulons de W, deux à l'intérieur et deux à l'extérieur de chaque extrémité.

Commencez le travail par disposer d'abord les engrenages dans chaque vue et, ensuite, le boîtier. Les détails sont dessinés seulement après que les dimensions principales sont clairement établies.

Problème 20.15

La roue et la vis sans fin de la figure 20.11 section Les engrenages à vis sans fin ont un pas primitif égal à .62"; la roue comporte 32 dents à développante de 14½°. La vis est à double filet.

Faites un dessin d'assemblage semblable à celui de la figure 20.11.

Tracez la denture de la roue par la méthode de l'Odontographe de la figure 20.5 section Profil de la dent.

Calculez les dimensions avec précision, en utilisant les proportions de l'AGMA. L'arbre de la vis a 1.12" de diamètre et celui de la roue a 1.62" de diamètre.

Problème 20.16

Faites un dessin de fabrication de la vis sans fin du problème 20.15.

Problème 20.17

Faites un dessin de fabrication de la roue du problème 20.15.

Problème 20.18

Refaites le problème 20.16, mais dans le cas d'une vis à filet simple.

Problème 20.19

Une vis sans fin à filet simple possède un pas hélicoïdal de .75". La roue comporte 28 dents de forme standard. Faites un dessin de fabrication de la vis. L'arbre a 1.25" de diamètre.

Problème 20.20

Faites un dessin de fabrication de la roue du problème 20.19. L'arbre a 1.50" de diamètre.