Entraînement par courroies dentées - Calculs des répartitions de charge

Une transmission par courroie dentée comprend une courroie qui entraîne un certain nombre de poulies en rotation et des éléments accessoires tels que tendeurs et enrouleurs. D’un point de vue global, la présence de dents actives sur la courroie, qui engrènent avec les dents des poulies, assure une transmission en moyenne dite synchrone. Mais si on regarde un peu plus finement le mouvement angulaire sur les poulies réceptrices avec en particulier toutes les variations de couples résistants, des écarts angulaires des poulies par rapport aux positions théoriques apparaissent – c’est ce que l’on appelle l’erreur de transmission – et le synchronisme n’est pas assuré.

Déjà en quasi statique, les efforts internes et les précharges conditionnent les charges appliquées sur les dents au cours du fonctionnement, le long des arcs d’enroulement de la courroie sur les poulies. Mais, en mouvement, les variations d’excitation soit de mouvement, soit d’effort, conduisent à des réponses dynamiques et par conséquent des variations d’effort qui conditionnent à la fois la durée de vie, l’erreur de transmission et le bruit.

Les dossiers « Définitions. Géométrie » et « Caractéristiques de fonctionnement » ont montré que les courroies dentées étaient définies avec beaucoup de rigueur, les progrès technologiques sont sensibles et l’appréhension d’utiliser un composant à base de caoutchouc ou de polymère s’estompe. D’un autre côté, les applications sont de mieux en mieux définies, notamment avec les conditions d’utilisation, et les moyens de calcul deviennent de plus en plus adaptés à des simulations numériques qui libèrent, pour une part, des conditions expérimentales contraignantes.

L’objet de ce dossier est de présenter les différentes étapes de calcul possibles actuellement, et de donner les moyens aux ingénieurs d’application de construire un argumentaire documenté lors de la conception des transmissions par courroies dentées. Tout d’abord, nous résumons des méthodes simples ou globales de prédimensionnement. Puis nous présentons les répartitions de charge en quasi statique, entre les dents qui transmettent les efforts. L’effet des paramètres de définition de la transmission est ainsi discuté. Dans le dossier [BM 5 688], une approche des effets dynamiques est proposée.