Changements de vitesse
Comme il en a déjà été question à propos du batteur d'œufs, on sait que les engrenages peuvent servir à modifier la vitesse d'un mouvement. D'autres exemples de ce principe sont appliqués dans les mouvements d'horlogerie. Le ressort d'une montre se déroule lentement et amène l'aiguille des heures à exécuter un tour complet dans 12 heures. Grâce à un train d'engrenages, l'aiguille des minutes accomplit, par contre, une révolution à toutes les heures, cependant que l'aiguille des secondes en fait une par minute.
La fig. 55 nous permet de constater de quelle manière les engrenages permettent de réduire ou d'augmenter la vitesse initiale. La roue "A" possède 10 dents qui s'embrayent avec les 40 dents de la roue "B". Il faudra que la roue "A" accomplisse quatre tours pour que "B" n'en fasse qu'un. La roue "C" est solidaire de "B" et, par conséquent, elle accomplit le même nombre de révolutions que "B". Mais "C" ne possède que 20 dents et celles-ci sont engagées dans celles de "D", dont le nombre est de seulement 10. Par conséquent, "D" tourne deux fois plus vite que "C".
Et maintenant, si l'on fait tourner "A" à la cadence de 4 révolutions par seconde, "B" ne pourra faire qu'un tour pendant le même temps. "C" ne fera également qu'un tour, ce qui fera faire à "D" deux tours pendant la même seconde, de sorte qu'après avoir fait accomplir à "A" quatre tours on arrive à "C" avec seulement deux tours par seconde. La diminution totale de vitesse enregistrée est donc de 2/4, ou ½, ce qui revient à dire que l'on obtient à la dernière roue du train d'engrenages la moitié de la vitesse que la roue menante a reçue.
On peut résoudre n'importe quel problème de réduction des vitesses par l'intermédiaire de la formule suivante:
dans laquelle:
S1 = la vitesse de rotation du PREMIER axe constituant le train d'engrenages;
S2 = la vitesse du DERNIER axe du même train;
T1 = le produit des dents de toutes les roues MENANTES ;
T2 = le produit des dents de toutes les roues MENÉES.
Maintenant, si Ton applique cette formule au train d'engrenages que nous montre la fig. 55, on trouve:
On peut obtenir à peu près n'importe quelle réduction ou augmentation de vitesse en choisissant les engrenages appropriés. Par exemple, certaines turbines à vapeur tournent à très grande vitesse, de Tordre de 5,800 révolutions par minute. Cette vitesse est essentielle si Ton veut obtenir le rendement voulu. Mais la plupart des machines que ces turbines actionnent n'exigent qu'une vitesse beaucoup moindre, disons de seulement 195 révolutions par minute.
Pour réduire la vitesse de 5,800 à 195 révolutions, un train d'engrenages est agencé entre Taxe de la turbine et celui de la machine qui en utilise l'énergie.
Lorsque deux engrenages droits sont engagés de l'extérieur, ils tournent en sens opposés. Pour éviter cet inconvénient, il suffit d'intercaler entre les deux un engrenage intermédiaire (idler) dont le rôle consiste à modifier le sens de rotation de l'engrenage menant par rapport à l'engrenage mené. Aucun changement ne se produira cependant dans la vitesse de l'engrenage mené quelque soit le nombre de dents que comporte l'engrenage intermédiaire du fait que le menant et le mené comptent le même nombre de dents. La fig. 56 permet de constater comment s'applique ce principe.
