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Roland FARGES : Ingénieur de l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon - Responsable Développement des courroies synchrones de la Société Caoutchouc Manufacturé et Plastiques – Kléber Industrie
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les transmissions par courroies synchrones combinent les avantages des transmissions par courroies simples (plates, trapézoïdales ou striées) du fait de leur faible poids, un entretien minime, de grandes plages de vitesses linéaires et de grands rapports de transmission avec les avantages des chaînes : absence de glissement, transmission synchronisée de la vitesse, faible tension de pose, etc.
Grâce à la denture de la courroie qui pénètre dans celle correspondante des poulies synchrones, il y a transmission directe de la puissance sans glissement comme entre deux engrenages.
Une transmission synchrone se compose d’une poulie dentée menante, d’une courroie et d’une ou plusieurs poulies dentées menées et, éventuellement, de galets lisses permettant, par réenroulement de la courroie sur le dos, d’augmenter l’arc de contact sur les poulies dentées. En règle générale, ce système est réalisé avec une courroie unique, d’une largeur adéquate pour la puissance à transmettre.
La plupart des courroies synchrones sont constituées par un élastomère ou un matériau thermoplastique composant le corps de la courroie (dos et dents), dans lequel est noyée l’armature inextensible permettant de transmettre l’effort prélevé de la poulie motrice vers les poulies réceptrices, et d’une couche textile protégeant les dents. L’inextensibilité de l’armature est nécessaire pour garantir le synchronisme entre les arbres moteur et récepteurs (suppression du décalage angulaire). Les courroies synchrones sont généralement fabriquées sans fin à une longueur parfaitement définie, correspondant à un nombre de dents précis. Cependant, certaines courroies peuvent être livrées au mètre ; elles permettent des réalisations sur mesure, en particulier pour des systèmes linéaires de transport ou de manutention ; dans le cas d’une transmission de puissance, ce type de courroie n’est pas recommandé, le raccordement (par soudure ou collage) étant un point de faiblesse.
Les courroies synchrones existent en plusieurs réalisations : à simple denture (les dents se trouvant sur la face interne), à double denture ou avec un revêtement profilé sur le dos (transport de matières). Ces courroies existent avec des pas (intervalle entre les dents) mesurés en pouces ou en millimètres, les formes de dentures évoluant en fonction des constructeurs, afin de pouvoir transmettre des puissances de plus en plus élevées.
Ces transmissions synchrones sont d’applications quasi universelles, dans tous les cas où l’utilisateur souhaite disposer d’un fonctionnement synchrone et sans glissement. Elles se rencontrent dans des domaines aussi différents que la micromécanique, la bureautique, les machines-outils ou les broyeurs industriels, sans oublier qu’actuellement la plupart des automobiles sont équipées de courroies synchrones pour la distribution (entraînement de l’arbre à cames), voire même d’une seule courroie synchrone pouvant non seulement assurer la distribution mais également entraîner tous les organes annexes du moteur.
Le lecteur se reportera utilement, dans ce traité, aux articles :
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Poulies et courroies de transmission. Entraînement par adhérence Poulies et courroies de transmission - Entraînement par adhérence ;
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Chaînes mécaniques Chaînes mécaniques.
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4. Calcul des transmissions
L’objet de ce paragraphe est de donner une méthodologie simplifiée pour le calcul des transmissions. Les transmissions choisies sont à deux poulies uniquement, équipées d’une courroie synchrone ayant une armature en fibres de verre et des dents en polychloroprène (cas le plus fréquent). Pour le calcul d’une transmission complexe, il est recommandé aux lecteurs de consulter les fabricants.
Le principe de calcul est valable quel que soit le type de courroies synchrones utilisées, principe très similaire à celui des courroies entraînées par adhérence (article Poulies et courroies de transmission. Entraînement par adhérence Poulies et courroies de transmission - Entraînement par adhérence dans ce traité).
4.1 Détermination des données
4.1.1 Nature de la machine à entraîner. Correction de la puissance
La détermination correcte d’une transmission suppose la prise en compte de toutes les conditions particulières de fonctionnement : accélérations, charges dues à l’inertie, variations de puissance, freinages, blocages, etc.
Pour calculer une transmission, il est donc nécessaire de connaître la puissance du moteur P et de majorer celle-ci en la multipliant par un coefficient Ss appelé facteur de service . La puissance Pc = Ss P , appelée puissance corrigée , est celle retenue pour les calculs. Les tableaux 14 et 15 (en ) donnent les valeurs de Ss pour les principaux cas rencontrés dans l’industrie.
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Calcul des transmissions
NORMES
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Transmissions synchrones par courroies. Vocabulaire. - ISO 5288 - 04-2001
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Courroies transporteuses. Atmosphères d’essai et durée de conditionnement. - NF ISO 18573 - 12-2004
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- T 47-120 -
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Transmissions synchrones par courroies. Poulies. - NF ISO 5294 - 12-1989
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Transmissions par courroies. Courroies synchrones. - NF ISO 5295 - 09-1988
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Calcul de la puissance transmissible et de l’entraxe. - E 34-311 -
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Transmissions synchrones par courroies. Courroies. - NF ISO 5296 - 12-1989
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Partie 1 : symboles de pas MXL, XL, L, H, XH et XXH. Dimensions métriques et en inches. Partie 2 : symboles de pas MXL et XXL. Dimensions métriques. - E 24-301 -
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KUBO (A.), ANDO (T.), SATO (S.), AIDA (T.), HOSHIRO (T.) - On the running noise of toothed belt drive. 1st report : Mechanism of noise generation. 2 nd report : Influence of running condition and some noise reduction methods. - Bulletin of the JSME.
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(2) - KOYAMA (T.), KAGOTANI (M.), SHIBATA (T.), SATO (S.), HOSHIRO (T.) - A study on strength of toothed belt. - – Bulletin of the JSME 22, no 169, juil. 1979 3rd report : Fatigue strength and features of fracture. – Bulletin of the JSME 23, no 181, juil. 1980 4th report : Load distribution in case of considering incomplete meshing. 5th report : Effect of pitch difference on fatigue strength of toothed belt. – Bulletin of the JSME 24, no 194, août 1981 6th report : Behaviour of belt and pulley tooth at incomplete meshing region.
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(3) - KOGOTANI (M.), AIDA (T.), KOYAMA (T.), SATO (S.), HOSHIRO (T.) - A study on transmission characteristics of toothed belt drives. - Bulletin of the JSME 25, no 201, mars 1982 1st report : Effect of initial tension on tight side and slack side tensions, mars 1982.
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(4) - FUNK (W.) - Ursachen von Gerauschentwicklungen in Zahnriementrieben und primare Gegenmaβnahmen (Causes des émissions de bruit dans les transmissions par courroies synchrones et mesures préventives primaires). - ...
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