Les engrenages sont des composants mécaniques dentés qui peuvent s'engrener les uns avec les autres, et leur application dans la transmission mécanique et dans l'ensemble du domaine des machines est extrêmement répandue. Après avoir lu l'article d'aujourd'hui, vous aurez une idée du passé et du présent des engrenages.
Dès 350 avant JC, le célèbre philosophe grec Aristote a enregistré des engrenages dans ses documents. Vers 250 avant JC, le mathématicien Archimède a également décrit dans sa littérature l'utilisation d'un appareil de levage avec un ver turban. Des engrenages d'avant l'ère commune sont encore conservés dans les ruines de Hatra, dans l'Irak actuel.
L’histoire des engrenages en Chine est également ancienne. Selon les archives historiques, les engrenages étaient déjà utilisés dans la Chine ancienne entre 400 et 200 avant JC. Les engrenages en bronze découverts dans le Shanxi, en Chine, sont les plus anciens engrenages découverts à ce jour. , qui reflète les réalisations scientifiques et technologiques des temps anciens et est centré autour d'un mécanisme à engrenages, en est un excellent exemple. Dans la seconde moitié du XVe siècle, pendant la Renaissance italienne, le célèbre mathématicien Léonard de Vinci a laissé une marque indélébile dans l'histoire de la technologie des engrenages, ainsi que dans la culture et l'art. Après plus de 500 ans, les engrenages d'aujourd'hui conservent encore le prototype de ses croquis.
Ce n’est qu’à la fin du XVIIe siècle que l’on a commencé à étudier la forme des dents d’engrenages capables de transmettre correctement le mouvement. Au XVIIIe siècle, après la révolution industrielle européenne, l'application de la transmission par engrenages est devenue de plus en plus répandue ; d'abord avec des engrenages cycloïdaux, puis avec des engrenages à développante, jusqu'au début du 20e siècle, lorsque les engrenages à développante ont acquis une position dominante dans les applications. Par la suite, divers autres types d'engrenages ont été développés, tels que les engrenages décalés, les engrenages à arc de cercle, les engrenages coniques et les engrenages hélicoïdaux.
La technologie moderne des engrenages a atteint les étapes suivantes : module d'engrenage de 0,004 à 100 millimètres ; diamètre d'engrenage allant de 1 millimètre à 150 mètres ; capacité de transport d'énergie jusqu'à 100,000 kilowatts ; vitesses de rotation jusqu'à 100,000 tours par minute ; et la vitesse périphérique la plus élevée atteignant 300 mètres par seconde.
À l’échelle internationale, les dispositifs d’engrenages de transmission de puissance évoluent vers la miniaturisation, la grande vitesse et la standardisation. L'application d'engrenages spéciaux, le développement de dispositifs à engrenages planétaires et la recherche et le développement de dispositifs à engrenages à faibles vibrations et à faible bruit sont quelques-unes des caractéristiques de la conception des engrenages.
Il existe de nombreux types d’engrenages et la méthode de classification la plus courante est basée sur l’axe des engrenages. Ils sont généralement divisés en trois types : les axes parallèles, les axes sécants et les axes parallèles.
Engrenages à axes parallèles : y compris les engrenages droits, les engrenages hélicoïdaux, les engrenages internes, les crémaillères et les crémaillères hélicoïdales, etc.
Engrenages à axes croisés : y compris les engrenages coniques droits, les engrenages coniques en spirale et les engrenages coniques à zéro degré, etc.
Engrenages à axes croisés : y compris les engrenages hypoïdes, les engrenages à vis sans fin et les engrenages hélicoïdaux coniques, etc.
L'engrènement des paires d'engrenages à axes parallèles et sécants est essentiellement roulant, avec très peu de glissement relatif, le rendement est donc élevé. Les engrenages hélicoïdaux à axes croisés et les engrenages à vis sans fin, qui produisent une rotation par glissement relatif pour obtenir une transmission de puissance, sont fortement affectés par la friction et leur efficacité de transmission est inférieure à celle des autres engrenages. L'efficacité des engrenages fait référence à l'efficacité de la transmission dans des conditions normales d'assemblage. Si l'installation est incorrecte, notamment si la distance d'assemblage des engrenages coniques est incorrecte, entraînant des erreurs au point d'intersection des cônes, leur efficacité diminuera considérablement.
01 Engrenages à axes parallèles
Engrenages droits
Engrenages cylindriques à dents parallèles à l'axe. Parce qu’ils sont faciles à fabriquer, ils sont les plus utilisés dans la transmission de puissance.
Supports
Dents d'engrenages linéaires qui engrènent avec des engrenages droits. Peut être considéré comme un cas particulier où le diamètre du cercle primitif de l'engrenage droit devient infiniment grand.
Engrenages internes
Engrenages à dents usinées sur la face intérieure d'une couronne, engrenant avec des engrenages droits. Principalement utilisé dans les mécanismes de transmission à engrenages planétaires et les accouplements à engrenages.
Engrenages hélicoïdaux
Engrenages cylindriques avec dents en forme d'hélice. Parce qu'ils ont une résistance supérieure et un fonctionnement plus fluide que les engrenages droits, ils sont largement utilisés. Une poussée axiale est générée lors de la transmission.
Crémaillères hélicoïdales Engrenages en forme de bande qui engrènent avec des engrenages hélicoïdaux. engrenages hélicoïdaux avec un diamètre primitif infiniment grand.
Engrenages à chevrons Engrenages composés de deux engrenages hélicoïdaux avec filetages à gauche et à droite combinés. Ils présentent l'avantage de ne pas produire de poussée dans le sens axial.
Engrenages coniques droits Engrenages coniques avec dents parallèles à la ligne génératrice du cône primitif. Parmi les engrenages coniques, ils sont relativement faciles à fabriquer et ont donc une large gamme d'applications en transmission.
Engrenages coniques en spirale Engrenages coniques avec dents incurvées et angle d'hélice. Bien que plus difficiles à fabriquer que les engrenages coniques droits, ils sont également largement utilisés comme engrenages à haute résistance et à faible bruit.
Engrenages coniques Zerol
Engrenages coniques incurvés avec un angle d'hélice de zéro degré. Parce qu'ils présentent les caractéristiques des engrenages coniques droits et courbes, la force exercée sur la surface des dents est la même que celle des engrenages coniques droits.
Engrenages à vis sans fin cylindriques Les engrenages à vis sans fin cylindriques font référence à la combinaison d'une vis sans fin cylindrique et de l'engrenage à vis sans fin qui engrène avec elle. Leurs principales caractéristiques sont un fonctionnement fluide et la possibilité d'obtenir un rapport de transmission élevé avec une seule paire, mais ils présentent l'inconvénient d'un faible rendement.
Engrenages hélicoïdaux à axes croisés Le nom des engrenages à vis sans fin cylindriques lors de la transmission entre des axes sécants. Ils peuvent être utilisés dans des situations avec des paires d'engrenages hélicoïdaux ou des engrenages hélicoïdaux avec des engrenages droits. Le fonctionnement est fluide, mais ils ne conviennent qu’aux charges légères.
Face Gears Engrenages en forme de disque pouvant engrener avec des engrenages droits ou hélicoïdaux. Utilisé pour la transmission entre les axes perpendiculaires et sécants.
Engrenages à vis sans fin à tambour La combinaison d'une vis sans fin en forme de tambour et de l'engrenage à vis sans fin qui s'engrène avec elle. Bien que leur fabrication soit plus difficile, ils peuvent transmettre de lourdes charges par rapport aux engrenages à vis sans fin cylindriques.
Engrenages hypoïdes Engrenages coniques pour la transmission entre axes sécants. Les engrenages grands et petits sont traités de manière excentrique, comme les engrenages coniques en spirale, et le principe d'engrènement est très complexe.
