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Les pignons coniques se distinguent par leurs profils de denture variés, leurs méthodes de montage, leurs préférences directionnelles et leurs matériaux de fabrication.
Profils de denture
Les dents des pignons coniques ne sont pas limitées à une seule conception. Des variations existent, telles que la conception standard à dents droites, ainsi que des profils uniques qui ressemblent à des arcs complets. Les conceptions à dents droites ont tendance à convenir aux situations simples, tandis que les profils arrondis offrent un fonctionnement plus fluide et plus silencieux.
Méthodes de montage
Les pignons coniques ont généralement un style de montage centré sur l'arbre, ce qui leur permet de se connecter directement à l'arbre de sortie d'un engrenage ou d'un moteur. Plusieurs autres possèdent une approche de montage centrée sur le moyeu, dans laquelle les engrenages sont fixés à des moyeux connectés à l'axe. Les techniques centrées sur le moyeu offrent une meilleure répartition de la charge et sont largement utilisées dans les applications automobiles.
Directions de fonctionnalité
Les positions des dents d'un pignon conique lui permettent de servir son objectif dans un rôle d'entrée ou de sortie. Généralement, les engrenages d'entrée sont attachés au moteur principal, transmettant l'énergie de rotation, tandis que les engrenages de sortie ou les engrenages entraînés sont fixés à la charge qui subit la transmission de l'énergie de rotation.
Matériaux de fabrication
Les pignons coniques peuvent être fabriqués à partir d'une sélection de matériaux, tels que des sortes distinctes d'acier ou de bronze. Les matériaux ayant des attributs préférables pour un usage explicite, comme l'acier au carbone zingué dans un environnement sujet à la corrosion, améliorent la valeur et la longévité des engrenages.
Discuter de l'entretien et des spécifications d'un pignon conique est simple lorsque l'on se concentre sur son rôle central au point de conduite principal d'un véhicule ou d'une machine. La tête de direction est chargée de gouverner la direction de la machine, assistée dans cette tâche par le pignon conique. La tête de direction doit être à la fois robuste et à face ouverte pour accueillir le pignon.
De par leur conception, les pignons coniques robustes sont souvent construits en acier allié, et les dents seront généralement traitées thermiquement pour les durcir pour des applications de conduite lourde et de longue distance. La dureté des dents sera généralement supérieure à 55HRC, mais peut varier entre 40HRC et 65HRC. Des géométries spécifiques des dents d'engrenage peuvent inclure un profil en involute et une ligne droite qui se trouve entre un point tangent à l'engrenage, ce qui peut fournir un mélange plus harmonieux entre les dents. L'équivalent du pignon d'un pignon conique tourne avec lui, et leurs dents doivent s'engrener en douceur, créant moins de bruit et une plus grande résistance à l'abrasion.
Le pignon conique doit résister au poids du véhicule et aux contraintes supplémentaires et doit être plus ouvert, permettant un meilleur contact de l'huile avec les roulements. Des rapports plus élevés auront généralement une charge plus légère et une expérience de conduite confortable, comme dans une voiture. Des rapports plus bas auront une expérience de conduite plus difficile, comme dans les machines lourdes, où les dents doivent être plus émoussées, plus épaisses et plus robustes pour supporter la charge plus élevée et la contrainte plus importante. Un exemple de rapport plus élevé peut être 10:1, tandis qu'un exemple de rapport plus faible pourrait être 5:1. En règle générale, plus le rapport est élevé, plus la rotation des roues du véhicule est fluide (rapide), ce qui serait plus adapté à un pignon conique dans une voiture de sport que dans un engin de construction lourd.
Par définition, une tête de direction est la broche ou l'axe en acier principal à l'avant du mécanisme de direction qui permet aux roues du véhicule de s'incliner vers la gauche et la droite lors du virage. Le pignon conique se fixe généralement à la tête de direction, qui est solidement fixée à l'essieu du véhicule.
Pour entretenir le pignon conique et ses pièces de connexion, des vidanges d'huile régulières et des inspections de l'engrenage contribueront à assurer la santé de tous les composants de conduite. Une inspection des dents du pignon pourrait révéler des signes précoces de détérioration ou de dommages, tels que des éclats ou des fissures. Un géologue peut également évaluer l'usure des dents, les niveaux de bruit de l'engrenage et l'huile utilisée pendant la conduite et déterminer si l'engrenage doit être remplacé.
Les transmissions à pignon conique ont de nombreuses applications dans la fabrication de machines utilisées dans différentes industries. Voici quelques applications :
Pignons coniques dans les différentiels
Les pignons coniques sont souvent utilisés dans les différentiels, que l'on trouve généralement dans les véhicules. Le pignon conique se connecte à l'essieu, un composant de sortie. Son travail est de recevoir la puissance du pignon (composant d'entrée) et de la transférer à l'essieu. La transmission du véhicule utilise généralement un pignon conique conique car il transfère efficacement le couple pendant que le véhicule est en mouvement.
Machinerie industrielle lourde
Les pignons coniques peuvent supporter des couples et des contraintes très élevés pendant les opérations. Pour cette raison, ils sont utilisés dans le secteur manufacturier. Les usines utilisent les pignons coniques comme composant de transmission de puissance dans les machines industrielles lourdes telles que les tours, les fraiseuses, les raboteuses et les engins de chantier.
Pignons coniques en horlogerie
Les pignons coniques peuvent être utilisés pour entraîner les aiguilles d'un mouvement d'horloge ou de montre en raison de leur conception précise. Ils peuvent modifier la vitesse de la montre, régler la montre ou modifier la date et d'autres fonctions. Généralement, les fabricants de montres de joaillerie se concentrent sur les pignons coniques en plastique car ils sont abordables et faciles à utiliser dans les montres.
Pignons coniques en robotique
Les pièces robotiques utilisent parfois des pignons coniques coniques car ils ont des tâches de rotation spécifiques. Par exemple, ils connectent et transfèrent le mouvement du moteur à l'articulation. La réduction d'engrenage est une autre application où les pignons coniques diminuent la vitesse de rotation des moteurs pour leur permettre de fonctionner à des vitesses plus basses et avec un couple plus élevé.
Pignons coniques dans les éoliennes
Les pignons coniques sont couramment utilisés dans le moyeu d'une éolienne. Les arbres de pignon sont connectés à l'arbre du rotor au moyen de pignons coniques. Le pignon conique transfère le mouvement du rotor à la boîte de vitesses via l'arbre de pignon. La turbine peut produire l'énergie électrique souhaitée via la boîte de vitesses.
Lors du choix d'un pignon conique ou d'un pignon, il est crucial de tenir compte de l'application et des exigences de montage. Les acheteurs devront examiner la machinerie où le pignon conique s'adaptera. Vérifiez le pignon conique existant pour voir sa taille et son profil. Dans ce cas, la hauteur, le pas, l'angle de base et le diamètre seront tous nécessaires.
Il est également essentiel de tenir compte des exigences de charge de la machine ou du véhicule et de s'assurer que le pignon ou le pignon conique choisi peut supporter confortablement la pression de charge. L'exigence de matériau sera également déterminée en fonction de la charge de pression. Pour des exigences de charge de pression plus élevées, il est préférable d'utiliser de l'acier à haute teneur en carbone ou de l'acier allié, car ils sont plus durables. Alternativement, le laiton, le bronze ou le plastique peuvent être utilisés pour les applications à faible pression comme les jouets et les horloges.
Les commerçants doivent travailler avec un grossiste fiable qui peut fournir des commandes en gros de pignons coniques standard et personnalisés ou de rechange. Ils doivent également tenir compte du délai de livraison s'ils doivent importer des tailles spécifiques de pignons coniques en gros.
Q1. Quels sont les avantages d'une transmission à pignon conique ?
A1. Les principaux avantages d'une transmission à pignon conique sont les suivants :
Q2. Quelles sont les limites des pignons coniques ?
A2. Les principales limites du pignon conique sont les suivantes :
Q3. Quelle est la relation entre les pignons coniques et les engrenages coniques ?
A3. L'axe d'un pignon conique est perpendiculaire à l'axe des dents de l'engrenage conique. Les deux engrenages peuvent s'engrener. Les engrenages coniques sont généralement utilisés pour transmettre le mouvement et le couple entre des arbres non parallèles. Ils sont similaires aux pignons coniques en ce qu'ils ont également une forme conique. Cependant, les engrenages coniques coniques ont une forme plus plate et sont utilisés pour s'engrener avec un autre engrenage conique, qui est généralement sous la forme d'un cône.
Q4. Les pignons coniques sont-ils toujours en métal ?
A4. Le métal est généralement le choix préféré en raison de sa résistance et de sa capacité à supporter des charges plus lourdes. Cependant, les pignons coniques en plastique peuvent être utilisés dans les applications avec des charges plus légères mais nécessitent plus de vitesse à un couple plus faible. Par exemple, les voitures RC utilisent généralement des pignons coniques en plastique.
