Engrenage roues et vis sans fin

La vis ressemble à une vis d'un système vis/écrou et la roue à une roue droite à denture hélicoïdale. La transmission de mouvement est effectuée entre deux arbres orthogonaux. Ces engrenages permettent de grands rapports de réduction (jusqu'à 1/200) et offrent des possibilités d'irréversibilité.

Ils donnent l'engrènement le plus doux de tous les engrenages, silencieux et sans chocs. Contrepartie : un glissement et un frottement important provoquent un rendement médiocre. De ce fait, une bonne lubrification est indispensable ainsi que des couples de matériaux à faible frottement (exemple : vis acier avec roue en bronze). 

1. Principales familles

Principaux engrenages roue et vis.

Remarque : une roue creuse est une roue cylindrique légèrement creusée, ce qui accroît la surface de contact entre les dents et permet d'augmenter les efforts transmissibles. Le principe est le même avec la vis globique (assemblage plus difficile).

2. Caractéristiques cinématiques et géométriques

Particularité : le rapport des nombres de dents est différent du rapport des diamètres primitifs comme pour les engrenages hypoïdes.

Les caractéristiques de la roue sont celles d'une roue droite à denture hélicoïdale (paragraphe III). Z_v représente le nombre de filets de la vis (de 1 à 8 filets et parfois plus).

Le pas axial p_x mesure la distance (suivant l'axe) entre deux filets consécutifs de la vis. Le pas de l'hélice pz représente le pas du filet, ou d'un des filets, de la vis (p_z = Z_v.p_x et tan (β_R = p_z/πd_v).

La vis et la roue ont même pas normal p_n. Le pas axial de la vis est égal au pas apparent de la roue (p_x = p_tR).

Principaux paramètres du système roue et vis

3. Irréversibilité du système roue et vis

Si la vis peut toujours entraîner la roue, par contre l'inverse n'est pas toujours possible. Lorsque l'angle d'inclinaison de l'hélice β_R est suffisamment petit (moins de 6 à 10°) le système devient irréversible et la roue ne peut pas entraîner la vis, il y a blocage en position. Cette propriété est intéressante pour des dispositifs exigeant un non retour.

Ce phénomène est comparable à l'irréversibilité du système vis écrou. Les engrenages roue et vis sont les seuls à posséder cette propriété.

   
Cas d'une vis à six filets                                      Position des filets dans le cas d'une vis à trois filets

Développement de l'hélice