Cet article explique ce que sont les engrenages planétaires et à quoi ils servent. Ainsi, vous trouverez la définition d'un engrenage planétaire, quelles sont les pièces des engrenages planétaires, quels sont les différents types d'engrenages planétaires et les formules de ce type d'engrenages.
Qu'est-ce qu'un engrenage planétaire ?
Un engrenage planétaire , également appelé engrenage épicycloïdal , est un système d'engrenages composé de plusieurs engrenages externes (planètes) tournant autour d'un engrenage central (soleil).
Les engrenages planétaires ont généralement un bras mobile intégré (porte-satellites) qui peut tourner. De plus, les engrenages planétaires peuvent également intégrer un engrenage auxiliaire externe (couronne).
En général, les axes des pièces d'engrenages planétaires sont droits, cependant, il existe également des cas particuliers dans lesquels des engrenages coniques sont utilisés et, par conséquent, les axes ne sont pas parallèles.
Bien que les engrenages planétaires soient également constitués de plusieurs roues dentées, il ne faut pas les confondre avec les trains d'engrenages, car il s'agit de systèmes d'engrenages différents ayant des caractéristiques différentes.
Pièces d'un engrenage planétaire
Les pièces d'un engrenage planétaire sont :
- Soleil : est le planétaire du train planétaire.
- Planètes : ce sont les engrenages qui sont orientés vers le soleil et tournent autour de lui.
- Porte-satellites : est la partie de l'engrenage planétaire qui maintient les planètes. Elle tourne donc autour du soleil à la même vitesse que les planètes.
- Couronne : c'est un engrenage externe qui possède des dents sur sa face interne et engrène avec les dents des planètes.
Remarque : Veuillez noter qu'une autre terminologie est également utilisée dans laquelle la planète est l'engrenage central et les satellites sont les engrenages qui tournent autour d'elle.
En général, les engrenages planétaires sont généralement formés de trois satellites, car c'est la disposition dans laquelle la charge est la mieux répartie.
Dans tout engrenage planétaire, l'un de ses composants doit rester fixe, un autre composant est l'élément d'entrée, qui alimente le système, et un autre composant est l'élément de sortie, qui transmet la puissance à un autre dispositif mécanique.
Types d'engrenages planétaires
Les engrenages planétaires sont classés selon l'élément fixe. Ainsi, les différents types d'engrenages planétaires sont les suivants :
- Engrenage planétaire à couronne fixe : tous les éléments du train épicycloïdal tournent sauf la couronne. Généralement, l'élément de sortie est le porte-satellites. Dans ce cas, la vitesse angulaire diminue et le couple augmente.
- Engrenage planétaire à satellites fixes : dans ce type d'engrenages planétaires, les satellites sont fixes, de sorte que la couronne est l'élément d'entrée et le porte-satellites est l'élément de sortie. Le couple augmente et la vitesse angulaire diminue, mais dans une moindre mesure que dans le cas précédent.
- Engrenage planétaire avec porte-satellites fixe : le porte-satellites ne tourne pas et par conséquent la couronne et le soleil ont un sens de rotation différent.
- Engrenage planétaire à entraînement direct : Dans ce type d'engrenages planétaires, deux de ses composants sont fixes. Par conséquent, la transmission du mouvement se fait directement entre les deux éléments mobiles.
Formule d'engrenage planétaire
Le rapport de transmission global d'un système d'engrenage planétaire peut être calculé à l'aide des deux équations suivantes, représentant respectivement les interactions soleil-planète et planète-couronne :
Ainsi, des deux équations précédentes on peut déduire la formule du rapport de transmission global des engrenages planétaires :
Où:
-
sont respectivement les vitesses angulaires du soleil, des planètes, de la couronne et du porte-planète. -
sont respectivement le nombre de dents du soleil, des planètes et de la couronne.
Applications des engrenages planétaires
Fondamentalement, les engrenages planétaires servent à obtenir une réduction importante de la vitesse angulaire dans un espace réduit. De même, les engrenages planétaires sont utilisés pour augmenter considérablement le couple transmis tout en occupant un faible volume.
Ainsi, en ingénierie, les engrenages planétaires ont des applications très diverses. Par exemple, les engrenages planétaires sont utilisés dans les turbomoteurs, les engins de chantier et même dans certaines visseuses électriques.
De plus, l'un des avantages des engrenages planétaires est qu'ils sont plus résistants et s'usent moins que les autres types d'engrenages, car ils répartissent la charge entre les planètes.