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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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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 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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Observation du fonctionnement
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3. Conclusion
Les courroies dentées sont parfois considérées comme les fusibles des transmissions, souvent à cause de la méconnaissance des comportements.
L’appréhension pour utiliser des courroies dentées fait alors pression au profit des transmissions par chaînes (à rouleaux ou « silencieuses »). Mais la mise en œuvre des élastomères ou produits synthétiques est de plus en plus maîtrisée. Même s’il y a un grand nombre de paramètres d’influence, les possibilités de contrôle du comportement arrivent au même niveau de qualité que ceux utilisés classiquement avec les matériaux métalliques. Alors, les qualités des transmissions par courroies dentées peuvent être mises à nouveau en avant comme :
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la compacité de l’architecture ;
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l’absence de lubrification ;
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la possibilité de transmettre une puissance à plusieurs axes (en restant raisonnable) ;
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la capacité d’amortissement interne ;
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le frottement et le rendement ;
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la masse ;
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le coût.
Par ailleurs, les moyens de calculs prévisionnels (voir [BM 5 688]) sont de plus en plus élaborés et disponibles.
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