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RÉSUMÉ
L’entraînement par courroie dentée s’effectue par engrènement de dents souples disposées sur une courroie déformable, avec des dents de poulies rigides. Lors de son fonctionnement, de nombreuses causes interagissent et la transmission réelle n’est pas exactement synchrone. Cet article s’intéresse à la détermination des grandeurs caractéristiques d’une courroie dentée, selon la nature de ses constituants, l’usage qui en est fait et ses paramètres de détérioration. Pour cela, l’observation du comportement de cette transmission est conduite dans les cas les plus classiques d’utilisation.
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Auteur(s)
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Daniel PLAY : Professeur des universités, Institut national des sciences appliquées (INSA) de Lyon
INTRODUCTION
La qualité de la description et de la prévision du comportement des systèmes mécaniques repose évidemment sur une connaissance précise des éléments et sur une observation fine des phénomènes physiques développés au cours du fonctionnement. Le dossier précédent Entraînement par courroies dentées- Définitions. Géométrie a insisté sur la description des éléments constitutifs d’une transmission par courroie dentée. Le présent dossier traite de l’observation du comportement dans les cas les plus classiques d’utilisation et de la caractérisation d’une courroie.
L’entraînement par courroie dentée est basé sur l’engrènement de dents « souples » disposées sur une âme de courroie déformable, avec des dents de poulies supposées rigides. Dans la pratique, de nombreuses causes agissent sur la réalisation de cet engrènement et le fonctionnement réel diffère de celui théoriquement escompté. En particulier, le synchronisme de transmission des mouvements n’est pas parfaitement assuré et de petites fluctuations autour d’une moyenne apparaissent : une erreur de transmission est introduite. Au cours de l’engrènement et plus généralement du fonctionnement, les éléments sont excités par des sollicitations mécaniques : ils se mettent à vibrer et à produire une émission acoustique. De plus, lorsque les couples à transmettre deviennent grands, les conditions d’équilibre à l’engrènement ne sont plus assurées : un saut de dent survient. Enfin, la transmission par engrènement fait aussi apparaître des glissements à l’interface entre les éléments et par conséquent des dissipations d’énergie mécanique : le rendement de la transmission doit être déterminé ainsi que la température de fonctionnement.
La détermination des grandeurs caractéristiques d’une courroie dentée tient compte de la nature des constituants de la courroie et de son utilisation : des méthodes spécifiques doivent être introduites pour mesurer ces grandeurs. Par ailleurs, au cours du fonctionnement, ces grandeurs évoluent et la courroie elle-même se détériore : les dégradations les plus courantes sont recensées ici.
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Conclusion
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2. Caractérisation des éléments
Les transmissions par courroies dentées font naturellement l’objet de normalisations Entraînement par courroies dentées- Définitions. Géométrie. Les caractérisations ne sont cependant pas toutes codifiées et dépendent très largement du type d’utilisation ultérieure.
2.1 Géométrie et masse de la courroie
La longueur de la courroie et par conséquent du pas pb peut s’obtenir de différentes manières, la plus simple étant de dérouler la courroie sans aucune traction longitudinale et de mesurer directement la longueur sur un nombre suffisant de pas avec des moyens adéquats pour assurer la précision. La méthode normalisée (NF ISO 9010) préconise de mesurer l’entre-axe obtenu avec une courroie montée sur deux poulies master qui appliquent une faible tension de pose et d’en déduire la longueur en faisant l’hypothèse que les brins libres sont des segments de droite (figure 17, tableau 2). On en déduit le pas de courroie. Cette méthode est assez intéressante pour suivre des valeurs de pas sur des lots de courroies (courroies courtes ou longues).
Les spécifications des jeux notées sur les plans de définition peuvent être vérifiées notamment pour les jeux entre une dent de courroie et un creux de poulie. La mesure peut se faire à l’aide du projecteur de profil (figure 18) et par reconstitution des profils respectifs avec un logiciel de CAO. Les grandeurs caractéristiques en sont déduites.
La mesure de la masse initiale des courroies ne pose pas de problème particulier. En revanche, ces mesures ne conviennent généralement pas pour estimer la perte de masse due à l’usure en fonctionnement à cause des très faibles valeurs de variation.
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