Anneau n pignon engrenages

Types d'engrenages à couronne et pignon

Un engrenage à couronne et pignon est un type d'ensemble d'engrenages qui utilise deux engrenages de tailles différentes pour transmettre la puissance de rotation. Il comprend généralement deux parties : le pignon moteur, qui est le plus petit engrenage qui reçoit la puissance du moteur, et la couronne, qui est un grand engrenage qui transmet la puissance aux roues. Son rôle est de changer la direction de la puissance et de l'amplifier afin que les roues puissent tourner.

Ils sont généralement installés dans les différentiels, une pièce que l'on trouve dans de nombreux véhicules et qui permet aux roues de tourner à des vitesses différentes pour faciliter les virages. L'angle auquel les engrenages s'engrènent est appelé angle de pression. Dans une voiture qui roule plus vite, comme une voiture de sport, un angle de pression plus petit, comme 20 degrés, peut être utilisé car il contribue à réduire les pertes d'énergie. Pour les voitures qui ne roulent pas aussi vite, comme les voitures ou les camions ordinaires, un angle de pression plus grand, comme 25 degrés, peut être préférable car il rend les engrenages plus solides.

Les ensembles d'engrenages à couronne et pignon sont généralement classés en fonction de la forme de leurs dents et de leur configuration générale de conception.

• Le type hélicoïdal a des dents inclinées, ce qui permet une meilleure répartition de la charge et un engagement en douceur.
• Un autre type est le type droit, où les dents sont parallèles à l'axe.
• Le type spiral a des dents courbes, ce qui permet un engagement plus doux et des capacités de charge plus élevées.

Ces engrenages peuvent également être classés en fonction de leur rapport de transmission. Les rapports de transmission faibles ou numériquement élevés fournissent un couple plus élevé et des vitesses plus faibles et sont généralement utilisés dans les véhicules tout-terrain. Les voitures de dragster utilisent des rapports de transmission élevés ou numériquement faibles qui contribuent à maximiser l'accélération et la vitesse de pointe.

Spécifications et entretien des engrenages à couronne et pignon

Spécifications

• Matériaux : Les matériaux des engrenages à couronne et pignon sont généralement des aciers alliés de haute qualité, comme l'acier 8620 ou un acier similaire, choisi pour sa résistance et sa durabilité. Cet acier allié est carbonisé pour augmenter la dureté de surface tout en conservant un cœur résistant et ductile, améliorant ainsi la capacité des pièces à résister aux charges d'impact.
• Taille : Les tailles peuvent varier considérablement en fonction de la marque, du modèle et de l'application spécifique du véhicule. Le diamètre des engrenages à couronne et pignon se situe généralement entre 10 pouces (environ 25 cm) et 14 pouces (environ 35,56 cm). Le nombre de dents de ces engrenages peut aller jusqu'à 5 à 12 pouces. Par exemple, une configuration courante pour les véhicules tout-terrain pourrait être une couronne et un pignon avec un rapport de 4 : 1.
• Conception : Les engrenages à couronne et pignon sont généralement conçus avec des engrenages hypoïdes ou hélicoïdaux. Les engrenages hypoïdes fonctionnent de manière similaire aux engrenages coniques, mais ils fonctionnent à angle droit. Une caractéristique majeure qui les distingue est que l'axe du pignon ne touche pas l'axe de la couronne. La conception hypoïde permet un fonctionnement plus fluide. D'autre part, les engrenages hélicoïdaux ont des dents inclinées pour former une forme spiralée. Cette conception permet un engagement progressif des dents, ce qui permet un fonctionnement plus silencieux et une capacité de charge plus élevée.
• Capacité de charge : Les capacités de charge sont généralement mesurées en termes de facteurs « K », qui sont spécifiques à la conception de l'engrenage. Par exemple, un certain ensemble d'engrenages à couronne et pignon peut avoir une capacité de charge de K = 80. Cela signifie que les engrenages peuvent fonctionner en toute sécurité sous une certaine charge sans subir d'usure prématurée ou de défaillance. La capacité de charge influence directement la durabilité et la fiabilité du différentiel dans diverses conditions de conduite.

Maintenance

• Lubrification : Il est crucial de bien lubrifier les engrenages à couronne et pignon. Vérifiez régulièrement le niveau d'huile du différentiel et ajoutez-en si nécessaire. Utilisez toujours l'huile de différentiel appropriée conformément aux spécifications du fabricant du véhicule.
• Vérification des bruits et des vibrations : Si vous entendez un bruit ou une vibration inhabituelle provenant du différentiel pendant la conduite, il est essentiel de le faire vérifier immédiatement. Ce type de bruit ou de vibration peut indiquer que les engrenages à couronne et pignon sont usés ou endommagés.
• Installation correcte : Assurez-vous que l'installation des engrenages est correcte. Si le positionnement est trop lâche ou trop serré, cela peut accélérer l'usure des pièces.
• Habitudes de conduite : Il est essentiel de conduire raisonnablement. Des démarrages rapides ou des arrêts brusques pourraient exercer une pression excessive sur le différentiel et ses engrenages, ce qui pourrait causer des dommages.
• Vérifications régulières : Vérifiez régulièrement les engrenages à couronne et pignon et l'ensemble du différentiel pour détecter tout problème dès le début. De cette façon, vous pouvez vous assurer que les pièces fonctionnent toujours correctement et résoudre tout problème mineur avant qu'il ne devienne un problème majeur.

Applications des engrenages à couronne et pignon

Les engrenages à couronne et pignon sont utilisés dans différentes industries car ils offrent une transmission de force avec une grande polyvalence et un agencement compact. Voici quelques applications courantes :

• Différentiels automobiles

  L'application la plus courante des engrenages à couronne et pignon. Ils prennent le mouvement rotatif du moteur et le divisent pour donner à chaque roue une force de rotation. Cet arrangement permet aux véhicules de tourner et de se déplacer.

• Machines industrielles

  Utilisé dans certaines machines pour transmettre la force entre des arbres qui ne sont pas alignés. Les machines courantes qui utilisent des ensembles d'engrenages à couronne et pignon sont les convoyeurs, les mélangeurs, les moulins et les tours. Ils peuvent également fonctionner avec des engrenages coniques pour changer la direction du mouvement.

• Motocyclettes

  Certaines motocyclettes utilisent des engrenages à couronne et pignon au lieu de chaînes de transmission pour la transmission.

• Aérospatiale

  Les engrenages à couronne et pignon font partie du système de train d'atterrissage de l'avion. Ils transforment le mouvement à grande vitesse du pignon en un mouvement de roue à faible vitesse mais à couple élevé. De plus, cet engrenage peut changer la direction de rotation de la roue.

• Robots et actionneurs

  L'articulation d'un robot et l'arbre de sortie d'un actionneur peuvent avoir un engrenage à couronne et pignon pour augmenter la force de mouvement afin de soulever un poids.

• Suiveurs solaires

  Les panneaux solaires sont fixés à un certain angle pour obtenir le plus de soleil possible chaque jour. Ils utilisent des ensembles d'engrenages à couronne et pignon pour se positionner.

• Éoliennes

  Les éoliennes connectent directement le rotor à la génératrice par l'intermédiaire d'un ensemble à couronne et pignon. L'engrenage change la vitesse du moteur et augmente la puissance de manière simple.

• Équipement médical

  L'équipement médical qui utilise la précision pour transmettre la force, comme les scanners de tomodensitométrie, les équipements de radiothérapie et les scanners de tomographie par émission de positons (TEP).

Comment choisir des engrenages à couronne et pignon

Pour de nombreux acheteurs en gros de ce produit, la question qui se pose généralement est de savoir s'ils pourront choisir des ensembles de couronne et pignon corrects et appropriés pour leurs utilisateurs finaux de véhicules. C'est un défi particulier pour les acheteurs qui ne connaissent pas les différents types et tailles d'engrenages à couronne et pignon qui peuvent être adaptés ou non à un véhicule.

La bonne nouvelle est qu'il est possible de choisir des engrenages à couronne et pignon qui sont idéaux pour les exigences de la route et de la conduite. La première étape du processus de sélection commence par la compréhension de chaque type de différentiel et de son fonctionnement. De nombreux véhicules seront équipés d'un différentiel ouvert qui permet à la réticence d'être partagée sur les roues lorsqu'un véhicule tourne en courbe. Un différentiel ouvert fonctionnera très bien avec des ensembles de couronne et pignon standard comme des engrenages à couronne et pignon 3,73 ou 3,91.

Un véhicule peut avoir un différentiel fermé ou limité, ce qui exercera une plus grande contrainte sur les engrenages pour qu'ils se balancent et partagent le couple avec chaque roue. Les véhicules de performance qui appartiennent aux catégories des voitures de sport et des véhicules lourds sont généralement dotés d'un différentiel limité ou bloquant, car ils sont conçus pour traverser des terrains accidentés en douceur. Ces différentiels ont tendance à exercer un effort supplémentaire sur les engrenages à couronne et pignon pour qu'ils fonctionnent correctement sous pression. Pour les véhicules haute performance, il est conseillé d'utiliser des matériaux plus résistants comme l'acier 8620 ainsi que des rapports plus élevés d'engrenages à couronne et pignon. De nombreux véhicules haute performance ou lourds auront plus de dents sur leurs engrenages pour leur permettre de fonctionner sous des pressions et des températures plus élevées. D'autres matériaux robustes sont la fibre de carbone, le titane et la ceramint, un matériau céramique qui peut résister à la chaleur et au frottement.

En plus de comprendre les différentiels, il est également essentiel de reconnaître à quel point le véhicule de l'utilisateur final sera sollicité. Le véhicule sera-t-il utilisé pour le transport de charges lourdes ? Le véhicule sera-t-il utilisé dans des zones où il fait très chaud et où la conduite est constante ? Quel type de véhicule est-ce, et quelle est sa capacité de charge maximale ? Ce sont toutes des questions à se poser lors de la recherche avant de passer une commande d'engrenages à couronne et pignon.

Comme il existe de nombreuses variantes d'ensembles d'engrenages, il serait également utile de développer un catalogue indiquant les applications des modèles, les rapports de transmission, les tailles, les spécifications et le type de matériau utilisé. Cela permettra de faciliter les commandes en gros et de trouver rapidement des informations lorsque n'importe quel distributeur ou détaillant en a besoin.

Q&A

Q1 : Où sont utilisés les engrenages à couronne et pignon ?

A1 : Dans les véhicules, ils sont généralement utilisés dans le différentiel des engrenages d'essieu. Le différentiel utilise des ensembles d'engrenages à couronne et pignon pour fournir un couple de rotation aux roues à partir de l'essieu. Ce composant représente entre 40 % et 50 % du poids total du véhicule.

Q2 : Comment fonctionnent les engrenages à couronne et pignon ?

A2 : Le mouvement rotatif produit par l'arbre moteur par l'engagement de l'engrenage moteur avec le pignon mené est transmis. Ce mouvement transmis entraîne une réduction de la vitesse et une augmentation du couple.

Q3 : La couronne et le pignon sont-ils identiques ?

A3 : Un ensemble de couronne et de pignon, également connu sous le nom d'engrenage d'entraînement, est un composant important que l'on trouve dans le différentiel d'un véhicule.

Q4 : Quel est le rapport de la couronne et du pignon ?

A4 : Le rapport global est calculé en comptant le nombre de dents de la couronne divisé par le nombre de dents du pignon.