Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article décrit l'architecture géométrique et le comportement dynamique global des transmissions par courroies poly-v. Le calcul des paramètres géométriques permettant la définition d'une transmission est présenté : angles d'enroulement, entraxes, longueurs de brins, longueur de la courroie. L'aspect dynamique est abordé via le calcul : tensions de pose, tensions dans les brins, vibrations angulaires des poulies et transversales des brins de courroies. La détermination expérimentale des caractéristiques de raideur est présentée. L'ensemble des éléments de calcul est appliqué à un cas concret de transmission automobile.
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Lionel MANIN : Dr., Ing., Maître de conférences, Université de Lyon, CNRS - INSA-Lyon, LaMCoS UMR5259
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Guilhem MICHON : Dr., Ing., Chercheur, Université de Toulouse, ISAE-Supaéro, Toulouse
INTRODUCTION
Lors de la conception d'une transmission par courroie striée (poly-v), l'ingénieur se sert le plus souvent d'outils fournis par les fabricants de courroies : catalogues papiers ou électroniques, notes de calcul et logiciels en ligne ou téléchargeables. Cette démarche permet d'obtenir très rapidement une solution mais masque en grande partie la méthode de calcul utilisée et par conséquent ne permet pas d'envisager et de comprendre les phénomènes mis en jeu. De plus, les caractéristiques mécaniques de la courroie préconisée, bien que nécessaires à un certain nombre de calculs, ne sont pas toujours fournies. Par ailleurs, les notes de calcul concernent des cas simples et ne sont pas valables pour des transmissions à n poulies. Cet article a donc pour objectif de donner au lecteur des explications précises quant à la méthode de calcul d'une transmission par courroie striée dans les cas généraux. Sont présentés les calculs de données essentielles telles que la longueur de la courroie, les longueurs de brins de courroie, la tension d'installation et les tensions des brins de courroie lors du fonctionnement. Les déterminations des fréquences de résonance en rotation et des vibrations transverses sont explicitées et abordées de façon simplifiée. La mise en œuvre de moyens de mesure des rigidités longitudinale et de flexion ainsi que de la mesure du glissement poulie-courroie est explicitée. Cet article doit permettre au lecteur de comprendre les points essentiels du calcul d'une transmission par courroie striée afin d'optimiser son bon fonctionnement.
Cet article est la première partie du dossier « Entraînements par courroies striées » et est lié à la seconde partie intitulée « Dynamique non linéaire et instabilités de comportement » [BM 5 691].
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Courroies striées
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3. Dynamique globale
Le comportement dynamique global d'une transmission par courroie striée doit être prévu et maîtrisé afin de pouvoir évaluer et anticiper la durée de vie de la courroie et les éventuels problèmes de vibrations.
3.1 Vitesses, couples, inertie
Les régimes de rotation de la poulie motrice sont généralement des données et, à partir des rayons primitifs des poulies, il est aisé de déterminer la vitesse de rotation de chaque poulie, sous l'hypothèse de non-glissement de la courroie sur les poulies. Les cahiers des charges précisent les puissances absorbées par les machines entraînées (compresseur, pompe, alternateur…). Il est nécessaire de calculer les couples résistants Ci (i = 2 à n) sur les poulies menées et également le couple moteur que doit fournir la poulie motrice C 1 . Les calculs suivants supposent aussi que les pertes de puissance par frottement poulie-courroie sont négligeables.
HAUT DE PAGE3.2 Tensions dans les brins
La tension de pose ou d'installation est la tension devant exister dans la courroie après son montage lorsque la transmission est à l'arrêt. Cette tension doit être suffisamment élevée pour garantir la transmission de la puissance c'est-à-dire, le non-glissement ou non-dérapage.
HAUT DE PAGE3.2.1.1 Cas d'une transmission à deux poulies
Sur le schéma de calcul de la figure 15, la petite poulie est motrice (mais il est possible que cela soit la grande poulie). Le calcul de la tension de pose dans le cas d'une transmission à deux poulies se fait systématiquement en considérant la plus petite poulie. En effet, si le non-glissement est assuré sur cette dernière, il le sera aussi sur la grande poulie.
La géométrie des vés intervient via l'angle des flancs d'un vé β, une...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GERBERT (G.) - Traction belt mechanics. - MVD, Chalmers, 600 p. (1999).
-
(2) - FAN (G.W.), KRAVER (T.C.), SHAH (J.J.) - Complex modal analysis of a flat belt pulley system with belt damping and coulomb-damped tensioner. - Journal of Mechanical Design, ASME, 118, p. 306-311 (1996).
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(3) - HWANG (S.J.), PERKINS (N.C.), ULSOY (A.), MECKSTROTH (R.J.) - Rotational response and slip prediction of serpentine belt drive systems. - ASME, J. Vibr. Acoust., 116, p. 71-78 (1994).
-
(4) - LEAMY (M.J.), PERKINS (N.C.) - Nonlinear periodic response of engine accessory drives with dry friction tensioners. - ASME, J. Vibr. Acoust., 120, p. 909-916 (1998).
-
(5) - PARKER (R.G.) - Efficient eigensolution, dynamic response, and eigensensitivity of serpentine belt drives. - Journal of Sound and Vibration, 270, p. 15-38 (2004).
-
(6) - MANIN (L.), MICHON (G.), COMBLE (E.), DUFOUR...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Poulies et courroies de transmission – Entraînement par adhérence.
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Poulies et courroies de transmission – Données numériques.
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Entraînement par courroies dentées – Définitions. Géométrie.
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Entraînement par courroies dentées – Caractéristiques de fonctionnement.
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Entraînement par courroies dentées – Calculs des répartitions de charge.
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