Types d'engrenages

Afin d'identifier correctement les divers types d'engrenages utilisés en mécanique, il importe d'en connaître le nom. Ainsi, en examinant la fig. 52, vous y verrez tout un assortiment d'engrenages. Chacun de ces agencements doit être désigné par son nom propre si l'on veut éviter toute équivoque.

En "A", on voit deux engrenages droits (spur gears) à contact externe. C'est le type d'engrenages le plus communément employé.

En "B", les engrenages viennent en contact à l'intérieur de la grande roue dont les dents ont été taillées en dedans du pourtour de sa jante (rim). Lorsque deux roues dentées sont ainsi assemblées, la roue menante ou motrice (driving wheeî) tourne dans le même sens que la roue menée; il n'y a pas changement de direction dans la rotation des deux axes comme le cas se produit avec des engrenages à contact externe. Le plus petit des deux engrenages porte habituellement le nom de pignon (pinion). L'assemblage de pignon et crémaillère (rack-and-pinion) que nous avons illustré en "C" est constitué de deux engrenages droits. On peut considérer la crémaillère comme un secteur de roue dentée à rayon extrêmement grand. L'assemblage de pignon et crémaillère sert surtout à changer un mouvement circulaire en un mouvement rectiligne.

Lorsque deux engrenages droits sont embrayés, la charge est supportée par les deux dents qui sont en contact à cet instant. Il en résulte que la force est transférée d'un engrenage à l'autre par saccades plutôt brusques. Pour éviter cet inconvénient et assurer un fonctionnement plus doux, on peut recourir aux engrenages hélicoïdaux (helical gears) dont on peut voir deux spécimen en "B" et "D" de la fig. 52. L'un des embêtements que provoquent les engrenages droits de ce genre leur vient de ce que tes deux roues ont toujours tendance à se déplacer latéralement le long de leur axe. Les flèches verticales que Ton aperçoit en "B" et "D" de la fig. 52 permettent de constater dans quelle direction s'exerce la poussée (thrust) que provoque le contact en diagonale des dents. C'est pour cette raison que les assemblages comportant des roues à dents hélicoïdales comportent toujours un palier de butée ou collet de fixation (thrust bearing) à l'extrémité de leur axe, afin que la poussée qui s'exerce dans le sens de la longueur puisse être neutralisée.

Les paliers de butée ne sont plus requis lorsqu'au lieu de couper les engrenages en diagonale simple, on les dispose en chevrons (herringbone style) comme le montre le croquis "E" de la fig. 52. Du fait que les dents de chaque roue se trouvent coupées selon des diagonales opposées, la poussée qui s'exerce par chacune neutralise celle de l'autre. Les engrenages chevronnés sont principalement employés dans l'assemblage des machines lourdes.

Sur des axes non parallèles, on se sert d'engrenages comme ceux que fait voir notre fig. 53. A droite, ce sont des engrenages coniques (bevel gears), tandis qu'à gauche on aperçoit une vis sans fin commandant un engrenage droit (worm and spur gear). Une pleine révolution de la vis sans fin ne fait avancer l'engrenage droit que de la distance correspondant à une seule dent de la roue et si cette dernière compte 40 dents, la vis tangente devra accomplir 40 tours pour lui faire accomplir une révolution complète. Cette disposition permet d'obtenir un avantage mécanique considérable. La vis sans fin peut comporter un filetage ordinaire simple, qui ne fait avancer l'engrenage droit que d'une dent par tour de la vis, mais celle-ci peut comporter des doubles et des triples-filets qui permettront à l'engrenage droit d'avancer de deux ou de trois dents pour chaque tour de la vis tangente.

On peut disposer les engrenages de ce genre de manière que seule la vis sans fin puisse agir à titre de roue motrice. Plusieurs treuils sont construits d'après ce principe, de sorte qu'on peut élever ou abaisser une charge en actionnant la manivelle ou la chaîne cependant que cette même charge ne peut actionner l'engrenage à vis sans fin lorsqu'on cesse toute intervention motrice. On appelle ce type d'engrenages irréversible (non-reversing worm drive).

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