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VI. ENGRENAGES À ROUE ET VIS SANS FIN    PDF

PJ

 

Pour ces engrenages, 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 (axes non courants à 90°).

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

  Vis sans fin avec roue cylindrique droite à denture hélicoïdale.

  Vis sans fin tangente avec roue creuse.

  Vis globique avec roue creuse.

 
      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. Même principe avec la vis globique (assemblage plus difficile).

Figure 22                   Figure 21       

2.   Caractéristiques cinématiques et géométriques

Contrairement aux autres engrenages, le rapport des nombres de dents est différent du rapport des diamètres primitifs, même remarque pour les engrenages hypoïdes.

Les caractéristiques de la roue sont celles d'une roue droite à denture hélicoïdale.

Zv représente le nombre de filets de la vis (Zv = 1, 2 ou 4 mais aussi 3, 5, 6, 8 filets et parfois plus).

Le pas axial px, 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 :

pz = Zv.px et tanR = pz/dv. avec R = 90° - v

La vis et la roue ont le même pas normal pn. De plus le pas axial de la vis est égal au pas apparent de la roue (px = ptR).

 

Figure 57                                                  Figure 58

Figure 56                                                             Figure 59            CINEMATIQUE

 

Principales caractéristiques des engrenages à roue et vis sans fin

Caractéristique

Symbole ISO

Observations, définitions formules

vitesse angulaire

en rad.s-1 ; = N/30

nombre de tours

n

n en tours par minute ou tr.min-1

nombre de dents de la vis

ZV

ZV = 1, 2, 3 ...

nombre de dents de la roue

ZR

ZV + ZR > 40

angle d'hélice de la roue

R

R + V = 90°

angle d'hélice de la vis

v

irréversibilité si v < 6 à 10°

sens des hélices

 

le même pour la vis et la roue

module réel roue

mn

normalisé (voir tableau): mn vis = mn roue

module axial vis

mx

mx = px/ = mn/cosR =mn/sinV

pas réel roue

pn

pn = mn

pas apparent roue

pt

pt = pn/cosR = mt

pas axial de la vis

px

px = pt (pas axial vis = pas apparent roue)

pas de l'hélice

pZ

pZ = ZV.px

diamètre primitif vis

dV

dV = pZ/.tanR  et  a0,875/3 dV a0,875/1,7

diamètre primitif roue

dR

dR= mtZR

entraxe

a

a = (dV + dR)

angle de pression réel

n

valeur usuelle: n = 14°30', 20°, 25° et 30°;

commun à la vis et à la roue

angle de pression axial vis

x

x = t (roue)

diamètre de tête vis

daV

daV = dV + 2mn

diamètre de pied vis

dfV

dfV = dV-2,5mn

saillie

ha

ha = mn

creux

hf

hf = 1,25mn

hauteur de dent

h

h = 2,25mn = ha + hf

Longueur de la vis

L

L 5px à 6px

 


Rappel sur les hélices :

Figure 60

Figure 61

 

3.   Irréversibilité du système roue et vis sans fin

La vis peut toujours entraîner la roue, par contre l'inverse n'est pas toujours possible. Si l'angle d'inclinaison de l'hélice 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. De tous les engrenages, les systèmes roue et vis sans fin sont les seuls à posséder cette propriété.