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En anglais
RÉSUMÉ
La modélisation d’un élément en vue de sa conception ou la prévision de son comportement doit tenir compte de l’ensemble des sollicitations auxquelles est soumise la pièce, ainsi que tous les phénomènes traduisant son fonctionnement. Les synchronisateurs sont des éléments de liaison au sein des boîtes de vitesses mécaniques, constitués d’un grand nombre de pièces aux géométries complexes. Dans ce cas, l’approche de modélisation doit intégrer les phases successives variées, et l‘imbrication entre eux des différents composants. Cet article présente des modèles élémentaires axisymétriques et d’autres permettant la simulation dynamique du synchronisateur.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Daniel PLAY : Ingénieur Docteur - Professeur d’Université à l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
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Laszlo LOVAS : Ingénieur Docteur - Maître de Conférences à l’Université des Sciences Techniques et Économiques de Budapest
INTRODUCTION
Un modèle de système mécanique est une abstraction d’une réalité observée. En général, il se traduit par un ensemble d’équations de comportement dont la résolution permet d’obtenir des valeurs numériques. Les résultats sont alors utiles soit pour comprendre ou prévoir le comportement, soit pour concevoir et même commander le système lui-même. Naturellement, un modèle est capable de prédictions limitées dans un domaine de validité défini. Ainsi, le succès d’une conception dépend pour une part de la représentativité des modèles utilisés. En plus, au cours de la conception, le degré de complexité des modèles utilisés évolue du plus bas au plus élevé. Enfin le temps, les moyens et l’énergie dont on dispose pour établir un modèle et résoudre les équations restent limités : des simplifications, en globalisant les causes et les effets, sont souvent nécessaires.
La création d’un modèle repose pour une large part, sur la perception que peut avoir un ingénieur - concepteur du fonctionnement du système. Cette perception est rendue difficile soit par le nombre de pièces qui interagissent, soit par l’échelle géométrique (grande ou petite) où se produisent les phénomènes, soit par le temps de déroulement des opérations. Dans le cas des synchronisateurs de boîtes de vitesses mécaniques, le temps global de fonctionnement est court avec des phases successives variées, l’imbrication de tous les éléments est grande et la position géométrique de chaque élément dépendante. La modélisation doit donc aborder tous ces aspects.
Cet article vient à la suite de l’article Synchronisateurs des boîtes de vitesses. Caractéristiques « Synchronisateurs des boîtes de vitesses. Caractéristiques » et précède l’article Synchronisateurs des boîtes de vitesses. Comportement « Synchronisateurs des boîtes de vitesses. Comportement ».
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Modèles pour la simulation du comportement dynamique du synchronisateur
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2. Modèles élémentaires axisymétriques de synchronisateur
Les modèles de comportement sont basés sur le fait qu’il existe une symétrie axiale et que les pièces principales sont centrées sur l’axe de rotation.
2.1 Modèle du contact avec frottement sur les chanfreins des cannelures
Le modèle du contact sur les chanfreins des cannelures est représenté sur la figure 9. Considérons la résultante des efforts dans le sens axial :
La résultante dans le sens tangentiel :
Remplaçons la force normale N dans ces expressions :
avec :
- fs :
- coefficient de frottement.
On obtient le rapport entre la force axiale et tangentielle :
2.2 Modèle pour calculer la durée de la synchronisation
Ce modèle est présenté par différents auteurs [3] [15]. Basé sur les formules de la mécanique élémentaire, il permet de définir la durée de synchronisation.
Considérons...
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