Cet article explique ce que sont les engrenages à chaîne et à quoi ils servent. Ainsi, vous découvrirez comment calculer le rapport de transmission des engrenages à chaîne, les avantages et les inconvénients de ce type d'engrenages et, enfin, leurs applications.
Que sont les engrenages à chaîne ?
Les engrenages à chaîne sont un type d'engrenage dans lequel un mouvement de rotation est transmis par une chaîne. Autrement dit, les engrenages à chaîne sont deux roues dentées avec des axes parallèles situés à une certaine distance et reliés par une chaîne.
Par exemple, le mécanisme d’un vélo fonctionne avec un système d’engrenage à chaîne. Plus précisément, le mécanisme d'engrenage à chaîne du vélo sert à transmettre le mouvement circulaire des jambes à la roue arrière, ce qui fait avancer le vélo.
Par conséquent, le fonctionnement des engrenages à chaîne est simple, il repose sur la transmission du mouvement de rotation d'un pignon à l'autre pignon au moyen d'une chaîne, au lieu d'engrener les deux pignons ensemble.
Lorsque le pignon menant tourne, cela provoque un mouvement de la chaîne qui par conséquent fait tourner le pignon mené. Ainsi, les deux engrenages tournent en même temps dans le même sens, bien qu’ils tournent normalement à une vitesse angulaire différente.
Rapport de transmission avec chaîne
Le rapport de transmission du pignon à chaîne est le rapport entre la vitesse angulaire de l'arbre de sortie et la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée. Par conséquent, le rapport de transmission des engrenages à chaîne est égal à la vitesse de sortie divisée par la vitesse d’entrée.
De même, le rapport de transmission d'un système de transmission par chaîne peut également être calculé connaissant le diamètre de chaque roue ou son nombre de dents. Car le rapport de transmission est équivalent au rapport du diamètre d'entrée sur le diamètre de sortie ou, de même, au rapport du nombre de dents de la roue d'entrée sur le nombre de dents de la roue de sortie.
En bref, la formule du rapport de transmission des engrenages à chaîne est la suivante :
Où:
-
est le rapport de transmission. -
est la vitesse angulaire de la roue d'entrée. -
est la vitesse angulaire de la roue de sortie. -
est le nombre de dents de la roue d'entrée. -
est le nombre de dents de la roue de sortie. -
est le diamètre de la roue d'entrée. -
est le diamètre de la roue de sortie.
Enfin, si l'on néglige les pertes d'énergie dans la transmission du mouvement circulaire, le rapport de transmission est également équivalent au moment d'entrée (M 1 ) divisé par le moment de sortie (M 2 ).
Sur la base de la valeur du rapport de transmission, on peut déduire de quel type de pignons de chaîne il s'agit :
- i>1 : si le rapport de démultiplication est supérieur à 1, cela signifie que la vitesse angulaire de sortie est supérieure à la vitesse angulaire d'entrée. Par conséquent, le nombre de dents et le diamètre de la roue de sortie sont inférieurs au nombre de dents et au diamètre de la roue d'entrée.
- i<1 : si le rapport de transmission est inférieur à 1, cela signifie que la vitesse angulaire de sortie est inférieure à la vitesse angulaire d'entrée. Par conséquent, le nombre de dents et le diamètre de la roue de sortie sont supérieurs au nombre de dents et au diamètre de la roue d'entrée.
- i=1 : si le rapport de démultiplication est égal à 1, cela implique que la vitesse angulaire de sortie est équivalente à la vitesse angulaire d'entrée. Ainsi le nombre de dents et le diamètre des deux roues sont identiques.
Avantages et inconvénients des engrenages à chaîne
Avantages des engrenages à chaîne :
- Les engrenages à chaîne sont très utiles pour transmettre des puissances importantes, car il ne peut y avoir aucun glissement entre la chaîne et les engrenages.
- Ils permettent de transmettre un mouvement de rotation entre deux roues distinctes.
- La chaîne ne doit pas être aussi tendue que les courroies, ce qui signifie que vous aurez moins de pannes.
- Par rapport à d’autres types d’engrenages, les engrenages à chaîne ont des performances mécaniques plus élevées.
Inconvénients des engrenages à chaîne :
- Les engrenages à chaîne font plus de bruit que les autres types d’engrenages.
- Les engrenages à chaîne ne permettent pas d'inverser le sens de rotation.
- Les axes des engrenages de la chaîne doivent être parallèles.
- C'est un système de transmission qui a besoin d'une bonne lubrification pour fonctionner correctement.
- Si le pignon mené cesse de tourner pour une raison quelconque, le pignon menant s'arrêtera également, ce qui pourrait causer des dommages.
- Les engrenages à chaîne sont des mécanismes de transmission coûteux par rapport aux autres types d'engrenages.