Avec le développement de la production, le fonctionnement des engrenages attire de plus en plus l'attention des gens, il en existe de nombreux types. Vous ne trouvez toujours pas le bon équipement et des problèmes? Cet article est pour vous de résoudre les problèmes.
Que sont les engrenages ?
Engrenage sont des mécanismes dentés cylindriques, circulaires ou coniques. Les dents sont taillées dans le matériau à égale distance. Les dents d'engrenage sont également connues sous le nom de pignons et les engrenages sous le nom de roues dentées ou de roues dentées. Il existe de nombreuses méthodes utilisées pour la production d'engrenages, telles que le découpage, le forgeage, la métallurgie des poudres, l'extrusion, le moulage et usinage. Ils sont généralement fixés aux machines au moyen d'un arbre. Une paire d'engrenages sont engrenés ensemble à travers des dents pour augmenter le mouvement et la force dans le mécanisme.
Types d'engrenages les plus courants
Il existe de nombreux types d'engrenages qui diffèrent par la forme, la taille (rayon), le nombre et la disposition des dents. Les types d'engrenages les plus couramment utilisés comprennent,
- Engrenages cylindriques
- Engrenages hélicoïdaux (et engrenages à vis)
- Engrenages à double hélice (et engrenages à chevrons)
- Crémaillère
- Engrenages coniques
- (engrenages coniques droits, Zerol, spirale, hypoïde, couronne et onglet)
- Engrenages à vis sans fin
- Engrenages internes
Engrenages cylindriques
Les engrenages droits ont des dents droites avec un corps cylindrique ou circulaire. Ils sont l'un des types les plus efficaces et sont très simples à construire. Les dents directement sur l'axe de l'arbre sont sculptées dans le corps de l'engrenage et font donc partie du groupe d'engrenages à arbre parallèle. Ils peuvent gérer des charges importantes avec une vitesse élevée et un taux de précision plus élevé par rapport aux autres types d'engrenages.
Les engrenages droits ne génèrent pas de charge axiale (poussée) sur l'arbre et sont bruyants lors des opérations accélérées. Dans une paire d'engrenages, le plus petit est appelé pignon et le plus grand est appelé engrenage. Les machines ont des engrenages droits attachés par paires avec des engrenages internes, des crémaillères et même des engrenages droits.
L'engrenage le plus couramment utilisé parmi tous est l'engrenage droit. Ceux-ci sont largement utilisés dans des industries telles que les industries des boissons, de l'alimentation et de l'automobile. Ils sont également importants dans les petites machines (horloges, machines domestiques comme les sèche-linge, les machines à laver) et les grandes machines (dans les centrales électriques, les pompes, les fermes, les trains, les machines de manutention de produits et les trains planétaires à engrenages internes).
Engrenages hélicoïdaux
Les engrenages hélicoïdaux sont des engrenages cylindriques et sont utilisés avec des arbres droits. Ils sont différents des engrenages droits car les dents sont tordues et inclinées. Les engrenages hélicoïdaux sont capables de supporter plus de charge que les engrenages droits car la disposition incurvée des dents provoque la connexion de deux dents de chaque engrenage à la fois pendant l'application. Cela devient également une raison derrière le moindre bruit lors des opérations à grande vitesse et à charge lourde.
Il est obligatoire d'utiliser des paliers de butée avec des engrenages hélicoïdaux car ils génèrent une charge de poussée (direction axiale). Les dents des engrenages hélicoïdaux sont de deux types, les dents torsadées à droite et à gauche. Vous devez donc utiliser un engrenage hélicoïdal avec la main gauche et l'autre avec des dents enroulées à droite pour faire une paire de brassage.
Les engrenages hélicoïdaux sont utilisés dans les industries lourdes telles que les centrales électriques, les boissons, les mines, le ciment, l'alimentation et les forêts. Ils ont une excellente tolérance aux charges plus lourdes et sont donc utilisés dans les machines lourdes de manutention et de transfert de matériaux, les générateurs et les pompes. En raison de leur nature super silencieuse par rapport aux engrenages droits, ils sont également utilisés dans les systèmes de transmission des automobiles.
Engrenages à vis
Les engrenages à vis sont un type d'engrenages hélicoïdaux simples. Contrairement aux engrenages hélicoïdaux, ils sont utilisés pour des configurations non sécantes et non parallèles. Les engrenages à vis utilisent une paire de broyage des mêmes engrenages hélicoïdaux à denture à la main et non des engrenages hélicoïdaux à denture gauche et droite. Idéalement, ils ne peuvent pas effectuer une opération à haute énergie et à grande vitesse en raison de leur faible capacité de charge et de leur faible efficacité. Ils ont besoin de lubrification lors du travail et sont également connus sous le nom d'engrenages hélicoïdaux croisés.
Les engrenages à vis sont également utilisés pour les arbres décalés parallèles et obliques en fonction de la direction des dents des engrenages correspondants.
Engrenages à double hélice
Outre une simple hélice, les engrenages hélicoïdaux se présentent également sous la forme d'engrenages à double hélice. Dans un engrenage à double hélice, il y a deux rangées de dents inclinées similaires l'une à l'autre mais de sens opposé. En termes simples, deux rangées de dents enroulées (torsadées) qui ressemblent à une image miroir l'une de l'autre sont coupées sur un seul engrenage. Les deux rangées sont séparées l'une de l'autre par un espace entre elles. L'utilisation d'une paire d'engrenages à double hélice peut éliminer rapidement la charge de poussée.
Les doubles hélices sont plus durables, plus solides et fonctionnent plus facilement que les simples. L'utilisation d'engrenages à double hélice dans des machines telles que les générateurs, les pompes, l'exploitation minière, la construction, la marine, les systèmes de transmission dans les turbines à gaz et les ventilateurs est très courante.
Engrenages à chevrons
L'engrenage à chevrons est une variante des engrenages à double hélice. La légère différence entre les chevrons et les engrenages à double hélice est l'écart entre les deux rangées de dents en miroir. Il n'y a pas d'espace entre les deux rangées de dents, et elles sont jointes, formant une forme en « V » comme un motif à chevrons.
Ils sont de taille plus petite que les engrenages à double hélice et ne sont pas fréquemment utilisés en raison de leur coût plus élevé et de leur production compliquée par rapport aux autres engrenages. L'utilisation d'engrenages à chevrons est courante dans les industries lourdes telles que l'exploitation minière, la marine, les navires et les turbines à vapeur.
Crémaillère
La crémaillère est une paire de crémaillères avec un engrenage hélicoïdal ou un engrenage droit, connu sous le nom de pignon. Une crémaillère est une tige plate ayant une ligne de dents droite, et les dents sculptées dans la barre sont de forme et de taille identiques à des espaces égaux. Il peut supporter de lourdes charges, et la conception et la fabrication de la crémaillère sont assez simples et faciles.
Lorsque la crémaillère a une paire d'accouplement avec l'engrenage droit, elle a des dents droites et parallèles, et le mouvement de rotation se convertira en mouvement linéaire. Et lorsque la paire d'accouplement se trouve entre la crémaillère et l'engrenage hélicoïdal, les dents sont également hélicoïdales, c'est-à-dire inclinées, puis le mouvement linéaire se convertira en mouvement de rotation.
La crémaillère et le pignon sont utilisés dans de nombreux types de machines telles que les équipements de transfert de matériaux, les trains et les chemins de fer, les balances et les systèmes de direction à crémaillère et pignon des automobiles.
Engrenages coniques
Dans les engrenages coniques, les dents se trouvent sur la surface conique du pas. Les engrenages coniques sont couramment utilisés pour transférer la force et le mouvement entre deux arbres qui se croisent (à 90o angle). Il gère idéalement 90o configuration de l'arbre, mais peut également gérer des arrangements plus grands ou plus petits. L'utilisation fréquente des engrenages coniques n'est pas si fréquente en raison de leur coût de fabrication élevé et de leur production complexe.
Les engrenages coniques sont utilisés dans les automobiles, les pompes, les trains et les chemins de fer, les centrales électriques, les équipements de manutention de produits et les avions. Sur la base des formes et de la disposition des dents, les engrenages coniques en forme de cône sont principalement de trois types.
Engrenages coniques droits
Les engrenages coniques les plus couramment utilisés sont les engrenages coniques droits de tous types. Les dents sont placées dans un motif parallèle sur l'engrenage conique de ce type. Ils sont simples et faciles à fabriquer, mais du fait de leurs dents droites, ils produisent beaucoup de bruit et sont tous moins performants que les engrenages hélicoïdaux. Comme les engrenages droits, ils n'exercent pas de charge axiale dans le sens axial.
Engrenages coniques Zerol
C'est le deuxième type d'engrenage conique, et ce sont ceux qui ont un angle de torsion nul. Ce type d'engrenage conique ressemble un peu à une spirale ainsi qu'à un engrenage conique droit. Dans les engrenages coniques Zerol, les dents ne sont pas inclinées mais incurvées comme des engrenages en spirale, ce qui signifie que les dents de la courbe sont positionnées de manière droite. Ils peuvent effectuer les mêmes applications que les engrenages coniques droits mais sont plus durables et moins bruyants qu'eux. L'engrenage Zerol est livré avec des dents torsadées à droite et à gauche, mais ils peuvent tourner dans les deux sens.
Engrenages coniques en spirale
Les caractères des engrenages coniques en spirale ressemblent beaucoup aux engrenages hélicoïdaux. Dans ces engrenages, les dents sur la surface à pas conique sont incurvées et produisent ainsi une charge de poussée dans la direction axiale. Les dents des engrenages coniques en spirale entrent en contact plus facilement, ce qui les aide à réduire le bruit, les vibrations et le stress sur les dents. Ils peuvent effectuer des opérations nécessitant une plus grande précision et une grande vitesse. Comme les engrenages hélicoïdaux, ils sont livrés avec des dents en spirale à droite et à gauche et sont coûteux et difficiles à fabriquer, mais sont plus durables que les engrenages coniques droits.
Plus de types d'engrenages coniques
Outre les trois principaux types mentionnés ci-dessus, les engrenages coniques ont de nombreuses variantes. Certains d'entre eux sont des engrenages hypoïdes, à couronne et à onglet.
Engrenages hypoïdes
Les engrenages hypoïdes sont une variété d'engrenages coniques en spirale, mais contrairement à eux, ils fonctionnent sur des arbres non sécants et non parallèles. Les dents sont tordues et inclinées, tout comme les engrenages coniques en spirale. L'utilisation de roulements est indispensable dans la paire d'engrenages hypoïdes car le placement de l'engrenage et du pignon n'est pas au même niveau. La production d'engrenages hypoïdes est plus coûteuse et plus compliquée que celle des engrenages coniques en spirale. Ces engins ne sont pas utilisés très fréquemment en raison de leur prix élevé.
Ils sont utilisés dans les industries du ciment, de l'alimentation, des mines et des boissons, mais la principale application des engrenages hypoïdes est l'industrie automobile. Ils sont également utilisés dans les centrales électriques, les convoyeurs, les systèmes de transfert de matériaux et les mélangeurs.
Engrenages de couronne
Les engrenages à couronne sont une autre variante des engrenages coniques dans lesquels la surface de pas est plane et le corps est cylindrique au lieu de conique. Le nom de couronne est dû à sa structure en forme de couronne. Les dents de l'engrenage sont placées à 90o à la face de l'engrenage, ce qui la fait ressembler à une couronne. Ils sont également connus sous le nom de "engrenages faciaux". La paire de couronnes dentées dépend de la conception de leurs dents et peut être associée à des engrenages droits et à d'autres types d'engrenages coniques. L'utilisation de couronnes dentées dans les machines pour réduire le bruit et les vibrations est très répandue.
Engrenages à onglet
Les engrenages Mitre ont un angle d'arbre de 90o tandis que les engrenages angulaires Mitre peuvent avoir n'importe quel angle d'arbre sauf l'angle droit. Les engrenages Mitre sont principalement utilisés dans les machines pour changer la direction de transmission de la force tout en maintenant la vitesse constante. Avec l'utilisation d'une paire de broyage de deux engrenages Mitre avec le même nombre et la même forme de dents, le rapport de vitesse devient 1:1. Les engrenages Mitre produisent une charge axiale (charge axiale), c'est pourquoi les paliers de butée sont toujours utilisés avec une paire d'engrenages Mitre pour réduire la charge axiale.
Engrenages à vis sans fin
L'engrenage à vis sans fin transfère la force et le mouvement à angle droit entre des arbres non sécants et non parallèles. Il s'agit d'une paire de broyage d'une vis sans fin et d'une roue à vis sans fin, où la vis sans fin est un arbre en forme de vis et la roue à vis sans fin est un engrenage cylindrique. Ils sont supérieurs en termes de fonctionnement fluide et silencieux, mais ils ne sont pas aussi excellents en termes d'efficacité que les autres types d'engrenages.
La fabrication de l'engrenage à vis sans fin en sablier est plus compliquée. Le glissement des surfaces des vis sans fin et des engrenages à vis sans fin provoque des frottements, ce qui rend nécessaire la lubrification lors de l'application. Si la vis sans fin a un petit angle d'attaque, il est impossible pour la roue à vis sans fin de faire tourner la vis sans fin, ce que l'on appelle la caractéristique d'autoblocage.
L'utilisation la plus courante des engrenages à vis sans fin concerne les systèmes nécessitant la fonction d'auto-verrouillage. Ils sont également utilisés dans les systèmes de direction des automobiles, les équipements de transfert de matériaux, les ascenseurs et les ascenseurs.
Engrenages internes
Les engrenages internes sont des engrenages cylindriques ou coniques dans lesquels des dents sont présentes à l'intérieur du corps d'engrenage. Ils forment une paire de brassage avec des engrenages externes, et le nombre de dents est différent dans les deux engrenages en raison de la différence de taille. La différence dans le nombre de dents est finie en raison des problèmes de coupe, des interférences trochoïdes et des interférences en développante.
La plupart du temps, les engrenages droits sont utilisés comme engrenages externes pour s'accoupler avec des engrenages internes. Contrairement au maillage des engrenages externes, la paire de maillage des engrenages externes et internes tourne dans la même direction. Les fraises à pignon sont utilisées pour façonner et fabriquer des engrenages internes.
La principale raison de fabriquer des engrenages internes est de les utiliser dans les accouplements d'arbres et les opérations de boîtes de vitesses planétaires.
Conclusion
Les engrenages sont une partie essentielle de la machinerie et sont fabriqués avec le plus grand soin et la plus grande précision. Les bonnes vitesses doivent être choisies pour assurer le fonctionnement efficace de la machine et des résultats idéaux. Choisissez celui qui vous convient le mieux, ou connectez-vous à nous pour en savoir plus sur les engrenages et le bon choix pour vous !
