Train d’engrenages

Cet article explique ce que sont les trains d'engrenages et à quoi ils servent. Ainsi, vous trouverez la signification de train d'engrenages, des exemples de trains d'engrenages, comment est calculé le rapport de transmission d'un train d'engrenages et, enfin, quels sont les différents types de trains d'engrenages.

Qu'est-ce qu'un train d'engrenages ?

Un train d'engrenages est un mécanisme de transmission circulaire constitué d'un ensemble d'engrenages. Autrement dit, un train d’engrenages est un système composé de plusieurs roues dentées reliées les unes aux autres.

Le train d'engrenages permet d'obtenir un rapport de transmission bien plus élevé qu'un simple engrenage. Un train d’engrenages sert donc à augmenter ou diminuer considérablement la vitesse angulaire d’un axe. En revanche, un rouage prend généralement plus de place qu’une simple roue dentée.

Contrairement à d'autres types de mécanismes de transmission, un rouage ne nécessite pas de mécanisme à maillons, comme une courroie ou une chaîne, mais est simplement constitué de plusieurs roues dentées dont les dents s'engrènent entre elles.

En ingénierie, le train d’engrenages a une grande variété d’applications. Par exemple, la boîte de vitesses et le différentiel d'une voiture sont des trains d'engrenages. De plus, de nombreux appareils électroménagers disposent d'un train d'engrenages intégré pour augmenter ou diminuer la vitesse de rotation.

Exemple de train d'engrenages

Après avoir vu la définition d'un rouage, un exemple de ce type d'engrenage est expliqué ci-dessous pour bien comprendre le concept.

Dans l'image suivante, vous pouvez voir un exemple de train d'engrenages, plus précisément, il s'agit d'un train composé de cinq vitesses : le pignon d'entrée, un pignon double, un pignon fou et le pignon de sortie.

Le mécanisme démarre au niveau de la roue d’entrée, qui est la roue de gauche. Lorsqu'un mouvement de rotation est appliqué à la roue d'entrée, les engrenages suivants tournent également puisque les roues sont engrenées ensemble.

Dans ce cas, la vitesse de rotation est augmentée en deux étapes. Premièrement, la roue d'entrée a plus de dents que votre roue dentée, donc la vitesse angulaire augmente. Cette roue dentée est une roue double qui a un autre engrenage couplé à son arbre, et ledit engrenage a également plus de dents que la roue de sortie, par conséquent, la vitesse angulaire augmente pour la deuxième fois.

Cependant, entre la roue de sortie et la roue double se trouve un engrenage fou qui sert à alterner le sens de rotation de la roue de sortie, c'est-à-dire que la fonction de cet engrenage est simplement de changer le sens de rotation de la dernière roue. Ainsi, pour déterminer si la vitesse angulaire augmente ou diminue, les dents de la roue jumelée sont en fait comparées directement aux dents de la roue de sortie.

Rapport de transmission d'un train d'engrenages

Le rapport de transmission d'un train d'engrenages est le rapport entre la vitesse angulaire de sortie et la vitesse angulaire d'entrée. Par conséquent, le rapport de transmission d’un train d’engrenages est le quotient entre les vitesses angulaires de sortie et d’entrée.

Le rapport de transmission d'un train d'engrenages peut également être calculé en divisant le nombre de dents des roues motrices par le nombre de dents des roues motrices. La formule du rapport de démultiplication pour un train d’engrenages est donc la suivante :

Gardez à l’esprit que les pignons fous doivent être placés à la fois au numérateur et au dénominateur de la formule, car ils sont à la fois des roues motrices et motrices.

De même, le rapport de transmission total d'un train d'engrenages est équivalent au produit des rapports de transmission entre les paires d'engrenages.

A titre d'exemple, le rapport de démultiplication du train d'engrenages suivant est calculé ci-dessous :

Dans ce cas, le rapport de transmission du train d'engrenages est inférieur à 1, ce qui signifie qu'il agit comme un mécanisme de réduction, c'est-à-dire que la vitesse angulaire de sortie est inférieure à la vitesse angulaire d'entrée.

Types de trains d'engrenages

Les trains d'engrenages peuvent être classés dans les types suivants :

• Train à engrenages à essieu fixe – Les essieux des roues sont fixes. Deux sous-types peuvent être distingués :
  • Train d'engrenages simple : Il est composé uniquement de roues qui s'engrènent entre elles, c'est-à-dire que chaque essieu est monté sur un seul engrenage.
  • Train d'engrenages composite – Le train d'engrenages comporte au moins une roue double. C'est-à-dire que deux engrenages sont montés sur l'un des axes.
• Train d'engrenages planétaires (ou épicycloïdaux) – L'axe de certains engrenages n'est pas fixe, mais peut être déplacé. Pour qu'une roue (satellite) tourne autour d'une autre roue.