Cet article explique ce qu'est un engrenage à vis sans fin et à quoi il sert. De plus, vous découvrirez quels sont les différents types d’engrenages à vis sans fin et les avantages et inconvénients de ce type d’engrenage.
Que sont les engrenages hélicoïdaux ?
Une roue à vis sans fin est une roue dentée dont les dents sont inclinées par rapport à l'axe de rotation. C'est-à-dire que les engrenages hélicoïdaux sont un type d'engrenages dont le profil est celui des dents hélicoïdales.
L'angle formé par les dents d'un engrenage hélicoïdal avec son axe de rotation dépend de la vitesse angulaire qu'il doit transmettre :
- Si la vitesse angulaire transmise est faible, l'angle doit être compris entre 5º et 10º.
- Si la vitesse angulaire transmise est moyenne, l'angle doit être compris entre 15º et 25º.
- Si la vitesse angulaire transmise est élevée, l'angle doit être d'environ 30º.
En bref, le fonctionnement d'un engrenage à denture hélicoïdale est similaire à celui d'un engrenage droit, puisque sa fonction est de transmettre un mouvement de rotation. Cependant, les engrenages hélicoïdaux permettent de réaliser la transmission du mouvement circulaire de manière différente grâce à la forme particulière de leurs dents. Nous verrons ci-dessous quels sont les avantages et les inconvénients de ce type d’engin.
Types d'engrenages hélicoïdaux
Les types d'engrenages hélicoïdaux sont :
- Engrenages à vis sans fin à axes transversaux – Les axes des engrenages à vis sans fin se croisent. Il s’agit du type d’engrenages hélicoïdaux le plus simple.
- Engrenages à vis sans fin à axes parallèles – Les axes des engrenages à vis sans fin sont parallèles. Pour fonctionner correctement, les dents des deux engrenages conjugués doivent avoir le même angle d’inclinaison mais dans le sens opposé. Dans ce type d'engrenages hélicoïdaux, une force axiale est produite en plus de la puissance de rotation transmise.
- Engrenages à vis sans fin doubles (ou engrenages à vis sans fin à chevrons) : Le profil de ce type d'engrenages à vis sans fin est formé de deux dentures hélicoïdales, formant ainsi un profil en forme de V. La double denture de ce type d'engrenages à vis sans fin sert à éliminer la force axiale qui apparaît lorsque les axes sont parallèles.
Engrenages hélicoïdaux à arbre transversal
Engrenages hélicoïdaux à arbres parallèles
engrenages doubles hélicoïdaux
Avantages et inconvénients des engrenages hélicoïdaux
Après avoir vu la définition de l'engrenage à vis sans fin et les différents types d'engrenages à vis sans fin, nous allons voir quels sont les avantages et les inconvénients de ce type d'engrenage.
Avantages des engrenages hélicoïdaux :
- Les engrenages hélicoïdaux fonctionnent plus facilement que les autres types d’engrenages, ils sont donc plus silencieux.
- Parce que les engrenages hélicoïdaux ont plus de dents en contact, ils transmettent mieux des charges élevées.
- Les engrenages hélicoïdaux permettent de transmettre un mouvement de rotation entre deux roues à axes parallèles ou perpendiculaires.
- Les engrenages hélicoïdaux peuvent transmettre des vitesses angulaires élevées.
Inconvénients des engrenages hélicoïdaux :
- En général, les engrenages hélicoïdaux s'usent davantage lors du travail et doivent être graissés.
- Les performances des engrenages hélicoïdaux sont moindres, car il y a plus de contact entre leurs dents et, par conséquent, plus d'énergie est perdue.
- Le coût de fabrication des engrenages à vis sans fin est plus élevé que celui des autres types d’engrenages.
Applications d'engrenages à vis sans fin
Principalement, les engrenages à vis sans fin sont utilisés lorsque les axes des engrenages ne peuvent pas être parallèles, car les axes des engrenages à vis sans fin peuvent être croisés. De même, les engrenages hélicoïdaux sont utilisés dans des mécanismes qui doivent transmettre une vitesse de rotation élevée ou une puissance élevée.
Les engrenages hélicoïdaux sont très silencieux, c'est pourquoi ils sont également utilisés dans des situations où il n'est pas conseillé de faire du bruit. Ainsi, dans le secteur automobile ou de la climatisation, l'utilisation d'engrenages hélicoïdaux est courante.
Bref, les engrenages à vis sans fin ont de nombreuses applications industrielles. Par exemple, les convoyeurs miniers, les extrudeuses ou les grues sont généralement équipés d'engrenages hélicoïdaux, car ils doivent transmettre une puissance élevée.
Engrenages hélicoïdaux et engrenages droits
Enfin, nous verrons quelle est la différence entre un engrenage à vis sans fin et un engrenage droit, puisque ce sont deux types d'engrenages très utilisés.
La principale différence entre les engrenages hélicoïdaux et les engrenages droits réside dans le type de dents dont ils disposent. Les engrenages hélicoïdaux ont des dents inclinées, tandis que les engrenages droits ont des dents droites.
Selon l'application, il est préférable d'utiliser des engrenages hélicoïdaux ou des engrenages droits. Les engrenages hélicoïdaux sont plus silencieux et peuvent transmettre des vitesses et des puissances plus élevées. Cependant, les engrenages droits sont moins chers et ont un rendement plus élevé.