Conception des engrenages droits

La conception d'un engrenage à denture droite commence normalement par la sélection du diamètre primitif, afin d'obtenir le rapport de transmission requis, de l'entraxe et des limitations d'encombrement désirées.

La grosseur de la dent — qui, en fait, se trouve être le pas diamétral — dépend de la vitesse de rotation, du matériau employé, de la puissance transmise et du profil de dent choisi.

L'analyse complète et précise relative à la conception des engrenages est très complexe et elle dépasse le cadre de cette section, l'abaque de la figure 20.8 permet d'évaluer, de façon convenable, le pas diamétral.

L'abaque est basé sur l'équation de Lewis et il tient compte de la modification de vitesse de Barth et de la supposition que la largeur de denture est égale à trois fois le pas primitif.

Figure 20.8
Abaque pour la conception des engrenages droits

Exemple: Déterminez le pas diamétral et l'épaisseur d'un pignon en acier (AISI 1040), ayant un diamètre primitif de 5" et un profil de denture de 14½°, qui doit transmettre 10 hp à 200 tours/min.

Calculez la vitesse tangentielle au cercle primitif de la façon suivante:

V = 0.262 x 5 x 200 = 262 pi./min

Sur l'abaque, tracez une ligne partant du point 25 000 lb/po², sur l'échelle de contrainte, jusqu'à 262 pi/min sur l'échelle de vitesse tangentielle, celle-ci coupe la ligne de pivot en X.

De X, tracez une deuxième ligne passant par 10 sur l'échelle de puissance et coupant l'échelle Q en Y.

Du point Y, menez une horizontale dans le graphique des diamètres primitifs jusqu'au point Z (D = 5").

Le point Z se trouve légèrement au-dessus de la courbe de pas diamétral « 6 », pour un angle de pression de 14½°. Alors, on choisira un pas diamétral de « 6 ».

L'expérience a démontré que la bonne largeur de denture d'une roue d'engrenage doit être de trois fois le pas primitif, cette proportion est déjà incorporée dans l'abaque. Ainsi, pour un pas diamétral de 6, le pas primitif est de 77/6 ou 0.5236", et la largeur de denture est de 3 x 0.5236" ou 1.5708". Cette largeur est arrondie à 1 ⁵/₈".

Quand le pignon et la roue sont de même matériau, le pignon, qui est plus petit, est l'élément le plus faible. En conséquence, les calculs devraient être basés sur le pignon.

Quand des matériaux différents sont utilisés, l'abaque devrait être employé pour déterminer la capacité de chaque élément de l'engrenage.