Roues à friction

Cet article explique ce que sont les roues à friction et à quoi elles servent. Ainsi, vous trouverez la définition des roues à friction, leurs caractéristiques et leur fonctionnement. De plus, les différents types de roues à friction et les formules de ce type de mécanisme sont présentés.

Que sont les roues à friction ?

Les roues de friction sont deux roues qui servent à transmettre un mouvement de rotation. Autrement dit, les roues à friction sont les éléments d'un mécanisme qui transmet un mouvement circulaire par friction entre deux roues.

Les roues à friction sont donc un système de transmission par friction, puisque le mouvement d'une roue à l'autre se transmet grâce au frottement (ou friction) entre elles.

Un système de roue à friction comporte deux parties :

• Roue motrice (ou roue d'entrée) : c'est la roue qui transmet le mouvement de rotation à l'autre roue. D'une manière générale, l'essieu de la roue motrice est couplé à un moteur, de sorte que le moteur transmet le mouvement de rotation souhaité à la roue motrice et cela à la roue menée.
• Roue motrice (ou roue de sortie) : c'est la roue qui tourne grâce au mouvement de rotation qui lui est transmis par la roue motrice.

Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, deux roues à friction sont en contact et donc lorsque la roue motrice tourne cela provoque une friction entre les deux roues, ce qui provoque le mouvement de rotation de la roue menée.

De plus, le sens de rotation entre deux roues tournantes consécutives est opposé. Autrement dit, si une roue à friction tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, l’autre roue tournera dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.

Types de roues à friction

Les types de roues à friction sont :

• Roues de friction extérieures – Le contact entre les deux roues de friction se produit à l'extérieur des deux roues. Le sens de rotation entre les roues de friction est inversé.
• Roues à friction intérieures : Une roue à friction est à l'intérieur de l'autre, de sorte que le contact entre les deux roues se produit sur la surface intérieure de la plus grande roue et sur la surface extérieure de la plus petite roue. Dans ce type de roues à friction, les deux roues tournent dans le même sens.
• Roues de friction tronconiques : Les roues de friction ont la forme d'un cône tronqué et le contact entre les roues se fait sur leurs surfaces latérales. Les axes des roues à friction ne sont donc pas parallèles. Dans ce cas les roues de friction ont un sens de rotation opposé.

Formule des roues de friction

Dans les roues à friction, le diamètre de la roue motrice multiplié par sa vitesse angulaire est égal au diamètre de la roue menée multiplié par sa vitesse angulaire. Par conséquent, la formule pour les roues à friction est la suivante :

Où:

• est le diamètre de la roue motrice.
• est la vitesse angulaire de la roue motrice.
• est le diamètre de la roue motrice.
• est la vitesse angulaire de la roue menée.

De même, de la formule précédente, on peut déduire que le rapport entre la vitesse de sortie et la vitesse d'entrée est équivalent au rapport entre le diamètre d'entrée et le diamètre de sortie. Ainsi, dans toutes les roues à friction, l’équation suivante est valable :

En revanche, le rapport de transmission (i) entre deux roues à friction est défini comme le rapport de la vitesse de rotation de la roue menée sur la vitesse de rotation de la roue motrice.

Ainsi, de toutes ces expressions peuvent être déduites les relations suivantes des roues de friction :

• Si le diamètre de la roue motrice est supérieur au diamètre de la roue menée, la vitesse de rotation entre les roues de friction augmente.
• Si le diamètre de la roue motrice est inférieur au diamètre de la roue menée, la vitesse de rotation entre les roues de friction diminue.
• Si le diamètre de la roue motrice est le même que le diamètre de la roue menée, la vitesse de rotation entre les roues de friction est maintenue.

Avantages et inconvénients des roues à friction

Vous trouverez ci-dessous les avantages et les inconvénients des roues à friction en tant que système de transmission.

Avantages des roues à friction :

• Les roues à friction sont faciles à fabriquer, leur prix est donc généralement bon marché.
• Les roues de friction nécessitent très peu d'entretien.
• C'est un système de transmission de mouvement silencieux.

Inconvénients des roues à friction :

• Les roues de friction ne peuvent pas transmettre une force importante entre les essieux, puisque le fonctionnement de ce type de mécanisme repose sur la force de friction produite entre les deux roues.
• Il existe un risque que les roues dérapent ou glissent les unes contre les autres.
• L'usure des roues à friction est très élevée par rapport aux autres systèmes de transmission, car la transmission à friction use beaucoup les éléments du mécanisme.

applications de roues à friction

Enfin, nous verrons à quoi servent les roues à friction, car en plus de comprendre en quoi consistent les roues à friction, il est également important de savoir à quoi elles servent.

Les roues de friction sont utilisées comme système de transmission lorsque peu d'effort est requis. Par exemple, une dynamo de vélo, un équipement de sonorisation ou certains mécanismes de machine simples utilisent des roues à friction.

En général, les roues à friction ne peuvent pas être utilisées pour transmettre une puissance élevée, car elles pourraient glisser ou glisser les unes contre les autres. Un autre exemple d'utilisation de roues à friction est le mécanisme interne de certaines imprimantes, qui doivent transmettre de petites forces.