Les arbres de transmission constituent une pièce de machine tournante, généralement de section circulaire. Cela transmet la puissance ou le mouvement d'une partie à l'autre. En d'autres termes, il transmet la puissance de la partie qui la produit à celle qui l'absorbe. L'arbre de transmission est l'un des éléments cruciaux de toutes les machines tournantes.
Dans cet article, nous discuterons en détail de l'arbre de transmission, de son fonctionnement, de ses types, de sa fonction, de sa longueur et de ses matériaux. Ainsi, vous pouvez avoir une idée claire de ses fonctionnalités et propriétés à utiliser dans votre processus de fabrication.
Qu'est-ce que l'arbre de transmission ?
Il existe de nombreuses façons de générer de l'énergie, mais il est parfois difficile de produire de l'énergie là où elle est nécessaire avec une amplitude et une direction parfaites. Pour cette raison, l'arbre de transmission et la boîte de vitesses sont utilisés dans les automobiles. La boîte de vitesses manuelle a un arbre de transmission. Pour transporter l'énergie du moteur aux roues pour entraîner la boîte de vitesses de transmission automobile est utilisée. Pendant ce transfert d'énergie, l'arbre de transmission et l'engrenage abaissent la puissance jusqu'à la vitesse de travail. La conception et les spécifications de l'arbre de transmission ont une importance significative dans la disposition de la transmission du véhicule.
A quoi sert l'arbre de transmission ?
L'arbre de transmission est l'un de ces éléments des composants de base de la machine qui fournit l'axe de rotation, d'oscillation et contrôle la géométrie du mouvement. Il est utilisé dans les équipements mécaniques de diverses manières. L'arbre de transmission est soutenu par des roulements et fait tourner les éléments de la machine tels que les engrenages, les volants, les manivelles et les poulies pour transférer le couple nécessaire au moteur. Un arbre doit être suffisamment résistant pour contrôler ces charges dynamiques et statiques produites.
Les arbres ont de nombreuses utilisations dans les industries du transport, de l'aérospatiale, de l'automobile, des produits de consommation, des mines et de la fabrication industrielle. Les arbres de transmission canalisent la force générée dans une large gamme d'équipements, des voitures aux avions et autres appareils.
Comment fonctionne un arbre de transmission ?
L'arbre de transmission se trouve dans la boîte de vitesses manuelle. L'objectif de l'arbre de transmission est de conduire la puissance élevée du moteur automobile vers les roues. L'arbre de transmission réduit également la vitesse pour la rendre compatible. La boîte de vitesses effectue ce processus par le positionnement complexe de l'engrenage et des arbres.
Le vilebrequin du moteur tourne et produit de la puissance qui doit passer par la transmission pour atteindre la roue. La première partie à recevoir cette énergie est l'arbre d'entrée qui peut être engagé et désengagé par l'embrayage. En traction arrière, l'arbre d'entrée parallèle à l'arbre de sortie forme un composant singulier parfois appelé arbre de transmission principal.
Types d'arbres de transmission
L'arbre principal
L'arbre principal, parfois appelé arbre de sortie, s'étend de l'arrière de la transmission. L'arbre principal et l'arbre d'entrée s'étendent en ligne qui s'étend de l'avant vers l'arrière de la transmission. Ils semblent être le même arbre, mais ce sont deux arbres différents. L'avant de l'arbre principal est soutenu par le petit roulement à l'arrière de l'arbre d'entrée. L'arbre principal tourne à différentes vitesses et fournit le couple nécessaire au véhicule. Il s'agit d'un arbre cannelé, de sorte que l'engrenage ou le synchroniseur peut être déplacé pour l'engagement et le désengagement.
Un contre-arbre
Cet arbre est parallèle à l'arbre principal et est forcé par l'arbre d'entrée à travers un pignon. Dans une conception de transmission manuelle fondamentale, les engrenages de transmission sont connectés en permanence à l'arbre intermédiaire et tournent avec lui. L'entrée et l'arbre intermédiaire sont les mêmes choses dans les voitures à traction avant. Il dispose d'un mécanisme d'embrayage, qui le relie au moteur et transfère la puissance à l'arbre de sortie via l'engrenage.
Un arbre fou
Un arbre de renvoi également connu sous le nom d'arbre de renvoi de marche arrière est un petit arbre simple qui inverse le pignon de renvoi. C'est ce qu'on appelle un tendeur car il n'a aucun rôle à jouer dans la réduction de la vitesse et l'augmentation du couple. Son objectif principal est d'inverser le sens de l'engrenage, ce qui signifie changer le sens de la rotation.
De quoi est composé l'arbre de transmission ?
Un arbre et un engrenage sont dentés qui aident à se connecter avec les dents d'un autre arbre pour transmettre en continu la puissance de rotation. Les ingénieurs peuvent faire correspondre et mélanger des arbres et des engrenages de tailles et de diamètres différents pour modifier la force et la vitesse de ces composants. Les arbres sont en acier doux. Pour les arbres à haute résistance, l'acier allié tel que nickel, nickel-chromeou acier au chrome-vanadium est utilisé. Les arbres sont généralement formés par laminage à chaud et finis par étirage à froid, tournage et meulage.
Quels sont les matériaux de l'arbre de transmission ?
Le matériau utilisé pour les arbres doit avoir les propriétés mentionnées ci-dessous
- Le matériau doit être de haute résistance
- Il doit avoir des propriétés de bonne usinabilité (facilement usinable)
- Doit posséder un faible facteur de sensibilité (un matériau ductile est utilisé, ce qui signifie que la concentration de contraintes est faible)
- L'acier au carbone des nuances 40 C 8, 45 C 8, 50 C 4 et 50 C 12 doit être utilisé lors de la fabrication des arbres
L'American Society of Mechanical Engineering (ASME) autorise les contraintes de travail maximales suivantes pour la conception des arbres de transmission
- 112 MPa pour les arbres sans tolérance pour les rainures de clavette
- 84 MPa pour les arbres avec tolérance pour les rainures de clavette
Les matériaux les plus couramment utilisés pour développer les arbres de transmission de puissance sont les barres d'acier laminées à chaud, l'acier à faible teneur en carbone ou un alliage (AISI/SAE 4140, 4340 et 8620).
Quelle est la longueur des arbres de transmission ?
Les arbres de transmission sont disponibles en différentes tailles sur le marché, mais les tailles standard sont mentionnées ci-dessous.
Les tailles ou longueurs standard des arbres de transmission (selon les étapes) sont :
- Pour pas de 5 mm, 25 – 60 mm.
- Pour pas de 10 mm, 60 – 110 mm.
- Pour pas de 15 mm, 110 – 140 mm.
- Pour pas de 20 mm, 140 – 500 mm.
Les longueurs prescrites idéales pour les arbres de transmission sont de 5 m, 6 m et 7 m.
Le diamètre de l'arbre est le facteur principal pour déterminer l'entraxe d'une boîte de vitesses et donc sa taille. Lors du processus de conception, la résistance et la résistance à la déformation sont les points clés à prendre en compte.
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Conclusion
Dans cet article, nous avons discuté en détail de l'arbre de transmission et de ses types, fonctionnels, du matériau dont il est fait, de son mécanisme et de son utilisation pour vous donner une idée du processus de transmission. Ainsi, vous pouvez maintenant avoir suffisamment de connaissances pour faire une sélection d'arbre appropriée pour votre projet de transmission.
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