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Engrenages h\u00e9lico\u00efdaux pour transmissions \u00e0 angle droit (rotation \u00e0 droite)<\/h2>\n
Les engrenages h\u00e9lico\u00efdaux sont utilis\u00e9s dans les syst\u00e8mes m\u00e9caniques pour transmettre le couple. L'engrenage conique est un type particulier d'engrenage h\u00e9lico\u00efdal. Il est compos\u00e9 de deux dents qui s'engr\u00e8nent. Ces deux dents sont reli\u00e9es par un roulement. Elles doivent \u00eatre parfaitement align\u00e9es pour que la pouss\u00e9e axiale les rapproche. En cas de jeu axial dans le roulement, l'engr\u00e8nement ne pr\u00e9sente aucun jeu. Par ailleurs, la conception de l'engrenage h\u00e9lico\u00efdal repose sur la g\u00e9om\u00e9trie des dents.![\"Engrenage\"](\"https:\/\/img.hzpt.com\/img\/gear\/t-gear-3.webp\")
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\u00c9quations pour les engrenages h\u00e9lico\u00efdaux<\/h2>\n
La th\u00e9orie de la divergence exige que les rayons primitifs du pignon et de la roue dent\u00e9e soient d\u00e9cal\u00e9s. Ceci est r\u00e9alis\u00e9 en augmentant la pente de la surface convexe de la dent de la roue dent\u00e9e et en diminuant la pente de la surface concave de la dent du pignon. Le pignon est une roue annulaire comportant un al\u00e9sage central et plusieurs axes transversaux d\u00e9cal\u00e9s par rapport \u00e0 l'axe de la denture h\u00e9lico\u00efdale.
Les engrenages coniques \u00e0 denture spirale pr\u00e9sentent un flanc de dent h\u00e9lico\u00efdal. La spirale est coh\u00e9rente avec la courbe de l'outil de coupe. L'angle de spirale b est \u00e9gal \u00e0 l'\u00e9l\u00e9ment g\u00e9n\u00e9ratrice du c\u00f4ne primitif. L'angle de spirale moyen bm est l'angle entre l'\u00e9l\u00e9ment g\u00e9n\u00e9ratrice et le flanc de la dent. Les \u00e9quations du tableau 2 sont sp\u00e9cifiques aux engrenages \u00e0 denture \u00e9tal\u00e9e et \u00e0 denture simple de Gleason.
L'\u00e9quation des flancs de dents d'un engrenage conique \u00e0 denture h\u00e9lico\u00efdale logarithmique est \u00e9tablie \u00e0 partir du m\u00e9canisme de formation de ces flancs. La force de contact tangentielle et l'angle de pression normale de cet engrenage sont respectivement d'environ 20\u00b0 et 35\u00b0. Ces deux \u00e9quations du mouvement ont permis de r\u00e9soudre les probl\u00e8mes li\u00e9s \u00e0 la d\u00e9termination de l'\u00e9tat stationnaire de la transmission. Bien que la th\u00e9orie de l'engr\u00e8nement des engrenages coniques \u00e0 denture h\u00e9lico\u00efdale logarithmique soit encore \u00e9mergente, elle constitue un bon point de d\u00e9part pour comprendre son fonctionnement.
Cette g\u00e9om\u00e9trie admet de nombreuses solutions. Les deux principales sont d\u00e9finies par l'angle d'engr\u00e8nement de la roue dent\u00e9e et du pignon, ainsi que par le diam\u00e8tre de la roue h\u00e9lico\u00efdale. Ce dernier param\u00e8tre est difficile \u00e0 contraindre. Un sch\u00e9ma 3D d'une dent d'engrenage conique sert de r\u00e9f\u00e9rence. Les rayons du profil de l'espace entre les dents sont d\u00e9finis par des contraintes aux extr\u00e9mit\u00e9s, plac\u00e9es aux coins inf\u00e9rieurs de cet espace. Les rayons des dents sont ensuite d\u00e9termin\u00e9s par l'angle.
La distance au c\u00f4ne Am d'une roue dent\u00e9e spirale est \u00e9galement appel\u00e9e g\u00e9om\u00e9trie de la dent. Cette distance doit \u00eatre corr\u00e9l\u00e9e aux diff\u00e9rentes sections de la trajectoire de l'outil de coupe. La plage de valeurs de la distance au c\u00f4ne Am doit \u00eatre corr\u00e9l\u00e9e \u00e0 l'angle de pression des flancs. Les rayons de base d'une roue dent\u00e9e conique n'ont pas besoin d'\u00eatre d\u00e9finis, mais cette g\u00e9om\u00e9trie doit \u00eatre prise en compte si la roue dent\u00e9e conique ne pr\u00e9sente pas de d\u00e9calage hypo\u00efde. Lors de la d\u00e9finition de la g\u00e9om\u00e9trie de la dent d'une roue dent\u00e9e conique spirale, la premi\u00e8re \u00e9tape consiste \u00e0 utiliser le terme \u00ab\u00a0pignon\u00a0\u00bb plut\u00f4t que \u00ab\u00a0roue dent\u00e9e\u00a0\u00bb.
Le syst\u00e8me classique est plus pratique pour la fabrication d'engrenages h\u00e9lico\u00efdaux. De plus, ces engrenages doivent pr\u00e9senter le m\u00eame angle d'h\u00e9lice. Les engrenages h\u00e9lico\u00efdaux de sens oppos\u00e9 doivent s'engr\u00e8ner. Par ailleurs, les engrenages \u00e0 profil d\u00e9cal\u00e9 n\u00e9cessitent un engr\u00e8nement plus complexe. Ce type d'engrenage peut \u00eatre fabriqu\u00e9 de mani\u00e8re similaire \u00e0 un engrenage droit. Enfin, les calculs relatifs \u00e0 l'engr\u00e8nement des engrenages h\u00e9lico\u00efdaux sont pr\u00e9sent\u00e9s dans le tableau 7-1.![\"Engrenage\"](\"https:\/\/img.hzpt.com\/img\/gear\/c-gear-3.webp\")
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Conception des engrenages coniques \u00e0 denture spirale<\/h2>\n
La conception propos\u00e9e pour les engrenages coniques \u00e0 denture spirale utilise une m\u00e9thode de transformation fonction-forme pour d\u00e9terminer la g\u00e9om\u00e9trie de la surface des dents. Ce mod\u00e8le 3D est ensuite valid\u00e9 par une m\u00e9thode d'analyse des \u00e9carts de surface afin d'en v\u00e9rifier la pr\u00e9cision. Compar\u00e9s aux autres types d'engrenages \u00e0 angle droit, les engrenages coniques \u00e0 denture spirale sont plus performants et plus compacts. Les engrenages de CZPT Gear Company sont conformes aux normes AGMA. Un jeu d'engrenages coniques \u00e0 denture spirale de haute qualit\u00e9 atteint un rendement de 99%.
Un syst\u00e8me d'engr\u00e8nement g\u00e9om\u00e9trique bas\u00e9 sur des \u00e9l\u00e9ments g\u00e9om\u00e9triques est propos\u00e9 et analys\u00e9 pour les engrenages coniques \u00e0 denture spirale. Cette approche permet d'obtenir une r\u00e9sistance de contact \u00e9lev\u00e9e et est insensible aux d\u00e9fauts d'alignement angulaire des arbres. Les \u00e9l\u00e9ments g\u00e9om\u00e9triques des engrenages coniques \u00e0 denture spirale sont mod\u00e9lis\u00e9s et discut\u00e9s. Les profils de contact sont \u00e9tudi\u00e9s, ainsi que l'influence du d\u00e9faut d'alignement sur la capacit\u00e9 de charge. De plus, un prototype a \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9 et des essais de roulement ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s afin de v\u00e9rifier sa pr\u00e9cision.
Les trois \u00e9l\u00e9ments de base d'un engrenage conique \u00e0 denture h\u00e9lico\u00efdale sont le couple pignon-roue, les arbres d'entr\u00e9e et de sortie, et le flanc auxiliaire. Les arbres d'entr\u00e9e et de sortie sont soumis \u00e0 la torsion, le couple pignon-roue pr\u00e9sente une rigidit\u00e9 torsionnelle et l'\u00e9lasticit\u00e9 du syst\u00e8me est faible. Ces caract\u00e9ristiques rendent les engrenages coniques \u00e0 denture h\u00e9lico\u00efdale particuli\u00e8rement adapt\u00e9s \u00e0 l'engr\u00e8nement par impact. Afin d'optimiser cet engr\u00e8nement, un mod\u00e8le math\u00e9matique est d\u00e9velopp\u00e9 \u00e0 partir des param\u00e8tres de l'outil et des r\u00e9glages initiaux de la machine.
Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, plusieurs avanc\u00e9es technologiques ont permis de fabriquer des engrenages coniques \u00e0 denture spirale haute performance. Des chercheurs comme Ding et al. ont optimis\u00e9 les r\u00e9glages des machines et les profils des outils de coupe afin d'\u00e9liminer tout contact entre les ar\u00eates des dents, ce qui a permis d'obtenir un engrenage conique \u00e0 denture spirale de grande taille et de haute pr\u00e9cision. Ce proc\u00e9d\u00e9 est d'ailleurs toujours utilis\u00e9 aujourd'hui pour la fabrication de ces engrenages. Si cette technologie vous int\u00e9resse, poursuivez votre lecture\u00a0!
La conception des engrenages coniques \u00e0 denture spirale est complexe et exigeante, n\u00e9cessitant le savoir-faire d'usiniers experts. Ces engrenages repr\u00e9sentent la technologie de pointe pour la transmission de puissance d'un syst\u00e8me \u00e0 un autre. Bien que leur fabrication ait \u00e9t\u00e9 autrefois difficile, ils sont aujourd'hui courants et largement utilis\u00e9s dans de nombreuses applications. De fait, les engrenages coniques \u00e0 denture spirale constituent la r\u00e9f\u00e9rence en mati\u00e8re de transmission de puissance \u00e0 angle droit. Si les machines conventionnelles pour engrenages coniques peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour fabriquer des engrenages coniques \u00e0 denture spirale, la production d'engrenages \u00e0 denture double est tr\u00e8s complexe. L'usinage d'un engrenage conique \u00e0 denture double spirale est impossible avec les machines traditionnelles. Par cons\u00e9quent, de nouvelles m\u00e9thodes de fabrication ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9es. Un prototype d'engrenage conique \u00e0 denture double spirale a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 par fabrication additive\u00a0; la fabrication d'un centre d'usinage CNC multiaxes suivra.
Les engrenages coniques \u00e0 denture spirale sont des composants essentiels des h\u00e9licopt\u00e8res et des groupes motopropulseurs a\u00e9rospatiaux. Leur durabilit\u00e9, leur endurance et la qualit\u00e9 de leur engr\u00e8nement sont cruciales pour la s\u00e9curit\u00e9. De nombreux chercheurs se sont tourn\u00e9s vers les engrenages coniques \u00e0 denture spirale pour r\u00e9pondre \u00e0 ces exigences. L'un des d\u00e9fis consiste \u00e0 r\u00e9duire le bruit, \u00e0 am\u00e9liorer le rendement de la transmission et \u00e0 accro\u00eetre leur endurance. C'est pourquoi les engrenages coniques \u00e0 denture spirale peuvent avoir un diam\u00e8tre inf\u00e9rieur \u00e0 celui des engrenages coniques droits. Si les engrenages coniques \u00e0 denture spirale vous int\u00e9ressent, consultez cet article.![\"Engrenage\"](\"https:\/\/img.hzpt.com\/img\/gear\/b-gear-3.webp\")
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Limites des formes dentaires obtenues g\u00e9om\u00e9triquement<\/h2>\n
Les formes g\u00e9om\u00e9triques des dents d'une roue dent\u00e9e h\u00e9lico\u00efdale peuvent \u00eatre calcul\u00e9es \u00e0 partir d'un probl\u00e8me de programmation non lin\u00e9aire. L'approche de la dent Z correspond \u00e0 l'erreur de d\u00e9placement lin\u00e9aire le long de la normale de contact. Elle peut \u00eatre calcul\u00e9e \u00e0 l'aide de la formule donn\u00e9e dans l'\u00e9quation (23) avec quelques param\u00e8tres suppl\u00e9mentaires. Cependant, le r\u00e9sultat est impr\u00e9cis pour les faibles charges, car le rapport signal\/bruit du signal de d\u00e9formation est faible.
Les formes de dents obtenues g\u00e9om\u00e9triquement peuvent conduire \u00e0 des profils de contact lin\u00e9aires et ponctuels. Cependant, elles pr\u00e9sentent des limites lorsque les corps des dents empi\u00e8tent sur la forme g\u00e9om\u00e9trique initiale. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est appel\u00e9 interf\u00e9rence des profils de dents. Bien que cette limite puisse \u00eatre surmont\u00e9e par d'autres m\u00e9thodes, les formes de dents obtenues g\u00e9om\u00e9triquement restent limit\u00e9es par l'engr\u00e8nement et la r\u00e9sistance des dents. Elles ne peuvent \u00eatre utilis\u00e9es que lorsque l'engr\u00e8nement est ad\u00e9quat et le mouvement relatif suffisant.
Lors de la mesure du profil de dent, la position relative entre la roue dent\u00e9e et le capteur varie constamment. La surface de montage du capteur doit \u00eatre parall\u00e8le \u00e0 l'axe de rotation. L'orientation r\u00e9elle du capteur peut diff\u00e9rer de cette orientation id\u00e9ale, notamment en raison des tol\u00e9rances g\u00e9om\u00e9triques du support d'arbre et de la plateforme. Cependant, cet effet est minime et ne constitue pas un probl\u00e8me majeur. Il est donc possible d'obtenir les profils g\u00e9om\u00e9triques des dents d'une roue dent\u00e9e h\u00e9lico\u00efdale sans recourir \u00e0 des proc\u00e9dures exp\u00e9rimentales co\u00fbteuses.
Le processus de mesure des formes g\u00e9om\u00e9triques des dents d'une roue dent\u00e9e h\u00e9lico\u00efdale repose sur un profil en d\u00e9veloppante id\u00e9al, g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par des mesures optiques d'une extr\u00e9mit\u00e9 de la roue. Ce profil est consid\u00e9r\u00e9 comme quasi parfait compte tenu de l'orientation g\u00e9n\u00e9rale du syst\u00e8me de transmission et de l'axe de rotation. De l\u00e9g\u00e8res variations sont observ\u00e9es au niveau des angles de tangage et de lacet. Les limites inf\u00e9rieure et sup\u00e9rieure sont respectivement fix\u00e9es \u00e0 -10\u00b0 et -10\u00b0.
La forme des dents d'une roue dent\u00e9e spirale est d\u00e9riv\u00e9e de la denture cylindrique \u00e0 denture droite. Cependant, la forme des dents d'une roue dent\u00e9e spirale reste soumise \u00e0 diverses limitations. Outre la forme des dents, le diam\u00e8tre primitif influe \u00e9galement sur le jeu angulaire. Les valeurs de ces deux param\u00e8tres varient pour chaque engrenage d'une roue dent\u00e9e. Elles sont li\u00e9es par le rapport de transmission. Une fois ce lien compris, il est possible de concevoir une roue dent\u00e9e avec une forme adapt\u00e9e.
Comme la longueur et le pas transversal d'une dent d'engrenage h\u00e9lico\u00efdal sont identiques, l'angle d'h\u00e9lice de chaque profil est le m\u00eame. Ceci est essentiel pour un bon engr\u00e8nement. Un pas imparfait entra\u00eene une r\u00e9partition in\u00e9gale de la charge entre les dents, ce qui provoque des charges sup\u00e9rieures \u00e0 la charge nominale sur certaines dents. Il en r\u00e9sulte des vibrations et du bruit d'amplitude variable. De plus, la zone de contact entre le cong\u00e9 de raccordement et la d\u00e9veloppante de cercle peut \u00eatre r\u00e9duite, voire \u00e9limin\u00e9e, avant le diam\u00e8tre de t\u00eate.<\/p>\n
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