I . S . P . M Agadir L. M 1 TRANSMISSION DE PUISSANCE

I S P M Agadir L M 1 TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE DOC 111

TRANSMISSION ET OU TRANSFORMATION DE MOUVEMENT

1 TYPES DE TRANSMISSIONS ET LEURS CARACTERISTIQUES

11 Deacutefinition

La liaison entre les arbres du moteur M et de la machine de travail MT peut se faire

1 directement par des accouplements (fig 11 a)

2 ou indirectement par transmissions (fig 11 b)

12 Laccouplement ne modifie pas en geacuteneacuteral les vitesses et les efforts (les moments de torsion)

mais la transmission modifie ces grandeurs comme grandeur direction et sens

2 Les accouplements meacutecaniques permanents

La fonction principale drsquoun accouplement meacutecanique est de relier deux arbres entre eux pour transmettre une puissance On peut demander en outre agrave un accouplement -drsquoamortir des chocs ou des vibrations dans ce cas on srsquoorientera plutocirct vers les accouplements utilisant des eacutelastomegraveres (caoutchoucs) -drsquoecirctre homocineacutetique Un accouplement est homocineacutetique si la sortie tourne exactement agrave chaque instant agrave la mecircme vitesse que lrsquoentreacutee Un accouplement non-homocineacutetique preacutesente des variations de vitesse de la sortie qui se compensent sur un tour complet certes mais qui geacutenegraverent des vibrations ou une impreacutecision dans une chaicircne de mesure

Fig 11 Transmission du mouvement du moteur M agrave la machine de travail MT

a) Directement par un accouplement b) indirectement par une transmission meacutecanique

TM ndash Transmission Meacutecanique (ici un reacuteducteur par roues denteacutees)

AE - Accouplement Elastique AR - Accouplement Rigide


3 Position relative des arbres drsquoentreacutee et de sortie

4 Types de transmission

La transmission est faite

- soit par adheacuterence ou friction - soit par obstacle

5 Approche eacutenergeacutetique

Dans un systegraveme de transformation de mouvement la transmission de leacutenergie du moteur au reacutecepteur se fait avec des pertes Ces pertes deacutenergie principalement dues au frottement se traduisent par une eacutemission de chaleur

Avec Ps = Pe Ps puissance de sortie en W

rendement (sans uniteacute)

Pe puissance dentreacutee en W

Les caracteacuteristiques en entreacutee de la chaicircne cineacutematique (moteur) sont - la puissance Pe = Pa(Watt)

- la vitesse angulaire ωe = wm (rads)

- la freacutequence de rotation Ne = Ns (trmin)

- le couple moteur Ce = Cm (Nm)

Les caracteacuteristiques en sortie de la chaicircne cineacutematique (reacutecepteur) seront modifieacutees - la puissance Ps=Pu (Watt)

- la vitesse angulaire ωs (rads)

- la freacutequence de rotation Ns (trmin)

- le couple reacutecepteur Cs (Nm)

Deux arbres daxes

quelconques

Axes concourants et

orthogonauxsdqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqsssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss

Axes orthogonaux et

non concourants

Arbres coaxiaux

Arbres parallegraveles

Pe = CeWe

Ps = Cs Ws


6 Transmetteurs et transformateurs usuels Les besoins de transmission de puissance eacutetant tregraves varieacutesLe diagramme ci-dessous propose une approche des familles de solutions baseacutee sur le besoin exprimeacute dun point de vue cineacutematique dune part (nature du mouvement) et geacuteomeacutetrique dautre part (position relative des arbres)

I Transmission sans transformation de mouvement

A Sans modification de la freacutequence de rotation

1 ACCOUPLEMENTS DrsquoARBRES 1-1 Geacuteneacuteraliteacutes

La fonction principale dun joint daccouplement est la transmission de puissance entre

deux arbres non parfaitement aligneacutes et pour lesquels il peut exister quelques deacutefauts

drsquoalignement


1-2- Fonction et scheacutematisation

Assurer drsquoune faccedilon temporaire ou permanente la liaison entre deux arbres sans changement de vitesse et du couple

1-3 Accouplements Rigides

Aucun mouvement relatif entre les arbres nest possible les arbres doivent ecirctre parfaitement

aligneacutes

Exemple

Joints daccouplements rigides

1-4- Accouplements eacutelastiques (flexibles)

Ils permettent un leacuteger deacuteplacement de la position relative des arbres

Manchon et clavettes

Manchon et goupilles

plateau et goupilles


Exemples ces composants sont constitueacutes de deux eacuteleacutements rigides relieacutes par un ou plusieurs

eacuteleacutements intermeacutediaires eacutelastiques

1-5 Joint dOldham

Caracteacuteristique cineacutematique

Toute rotation instantaneacutee e de larbre dentreacutee correspond une rotation s de larbre de sortie

telle que s = e

Le joint dOldham est donc parfaitement homocineacutetique

Le joint de Oldham permet un accouplement entre deux arbres quasi coaxiaux Les arbres

doivent ecirctre parallegraveles avec une distance entre axes faible


1-6 Joint de cardan Le joint de Cardan est destineacute agrave la transmission dun couple entre deux arbres dont les axes sont seacutecants

Il reacutealise une liaison de type spheacuterique agrave doigt Le deacutefaut dalignement angulaire peut ecirctre important

Les joints de Cardan sont principalement utiliseacutes dans lautomobile en machinisme agricole en traction ferroviaire et dans lindustrie lourde


2 Les embrayages

1- Rocircle des embrayages Les embrayages ont pour but de transmettre une puissance entre 2 arbres sans modification

du couple ni de la vitesse avec possibiliteacute de rendre les 2 arbres solidaires (embrayeacutes) ou indeacutependants (deacutebrayeacutes)

2- Classification des embrayages

2-1 Embrayages par obstacles ou instantaneacutes - La liaison est par obstacle - La commande ne peut ecirctre faite qursquoagrave lrsquoarrecirct - Pas de progressiviteacute

2-1-1 Embrayage agrave griffes Transmission de couple important Exemple crabot de boicircte de vitesse

2-2 Embrayage agrave friction (progressif)

- La liaison est obtenue par adheacuterence - La commande peu se faire pendant la marche

- possibiliteacute de progressiviteacute (lrsquoentraicircnement de la transmission est progressif)

2-2-1 constituants Un embrayage progressif est composeacute geacuteneacuteralement

Dispositif de commande

Systegraveme presseur

Surfaces de friction

Embrayage

Deacutebrayage

a- Des surfaces de contact b- systegraveme presseur c- Un dispositif de commande d- Des liaisons manchons -arbres

2-1-2 Embrayages agrave dents

Embrayage

N1

M N2

R

N2=N1 Embrayage

N2=0 Deacutebrayage

2-1-3 Embrayage agrave encliquetage Permettent lentraicircnement en rotation dans un seul sens

Exemple roue libre de bicyclette


2-2-2 conditions agrave remplir

- marche normale sans glissement -deacutebrayage complet sans risque de glissement

-construction robuste entretien minimal reacuteglages faciles 2-2-3 formes des surfaces de friction Les surfaces de contact peuvent ecirctre planes coniques ou cylindriques

Couple transmissible - Embrayage multi disque plan

CT = nfFRmoy - Embrayage conique

CT = fFRmoysin α Avec n nombre de contact f coefficient de frottement F Effort presseur R rayon moyen = (Rmax + Rmin)2

Embrayage agrave friction plane mono disque

Embrayage agrave friction plane multi disque

Embrayage agrave friction conique ndash cocircne inverse

Embrayage agrave friction conique ndash cocircne direct

Embrayage agrave friction cylindrique

α


2-2-5 dispositifs de commande - meacutecanique

Par leviers fourchettes cameshellip lrsquoeffort presseur est obtenu par deacuteformation drsquoeacuteleacutements eacutelastiques (ressortsrondelles eacutelastiques hellip)

-hydrauliquepneumatique

- eacutelectromagneacutetique Quand on excite la bobine 5 de leacutelectro-aimant il y a attraction du disque mobile 13 contre le disque moteur 3 qui est muni de Ferodo dougrave embrayage

2-2-4 Les garnitures de friction Conditions agrave satisfaire Elles doivent satisfaire aux conditions suivantes

-important coefficient de frottement -grande reacutesistance agrave lrsquousure et agrave lrsquoeacutechauffement Mateacuteriaux

Le mateacuteriau le plus utiliseacute est le Ferrodo tissu drsquoamiante armeacute de fil de cuivre de laiton ou de plomb fixeacute sur les eacuteleacutements de lrsquoembrayage par rivetage ou collage On trouve eacutegalement des garnitures meacutetalliques (Fonte Acier Bronze) travaillant dans lrsquohuile ou agrave sec Remarque

Les garnitures doivent ecirctre proteacutegeacutees efficacement contre la preacutesence accidentelle drsquoun lubrifiant

Scheacutema de principe drsquoun embrayage

frein eacutelectromagneacutetique


2-2-6 embrayages automatiques (centrifuges) - Liaison par adheacuterence - La commande est automatique et ne peut se faire qursquoagrave lrsquoarrecirct - Progressiviteacute en fonction de la vitesse de rotation

Exemple embrayage agrave macircchoires

3 coupleur hydraulique Lorsque le plateau moteur 2 tourne il entraicircne le liquide en rotation leacutenergie meacutecanique se transforme en eacutenergie hydraulique Puis le plateau 12 reccediloit cette eacutenergie hydraulique et la transforme en eacutenergie meacutecanique Il en reacutesulte une rotation de larbre reacutecepteur 11 Le rendement nest pas eacutegal agrave 1 donc larbre reacutecepteur tourne moins vite que larbre moteur Exemple transmissions automatiques dautomobiles

4 Les freins

4-1- fonction Les freins sont destineacutes agrave ralentir etou arrecircter le mouvement drsquoun meacutecanisme

4-2- construction Un frein comprend

- un organe solidaire de la masse en mouvement - un frotteur solidaire drsquoun organe fixe - un meacutecanisme de commande de la force pressante

4-3- frein agrave sabots

- les freins les plus courants sont agrave deux sabots

4-4- freins agrave sangle

La sangle en acier porte une garniture

Levier articuleacute


5 Limiteur de couple

Le plus souvent il srsquoagit de proteacuteger meacutecaniquement une transmission de puissance contre les surcharges

Parfois crsquoest pour donner une valeur preacutecise de couple sur un arbre par exemple sur une tecircte de vissage

51 Limiteurs de couple agrave FRICTION Le couple est transmis par adheacuterence entre deux surfaces (ou plus)

Un effort presseur est donc neacutecessaire

2 surfaces planes

transmettent ici le couple

par adheacuterence

Lrsquoeffort presseur est fourni

par 2 rondelles eacutelastiques

Une bague de reacuteglage permet drsquoajuster la

valeur du couple maxi transmis

autrement dit du couple de patinage en

comprimant plus ou moins les rondelles

ressorts

Une fois le couple maxi atteint il nrsquoy a

pas deacutesaccouplement le limiteur patine

Il faut veiller agrave ce qursquoil nrsquoy ait pas surchauffe par

exemple en preacutevoyant une coupure eacutelectrique du

moteur

4-5- Freins agrave tambour

4-6-Freins disque


3 Position relative des arbres drsquoentreacutee et de sortie

4 Types de transmission

La transmission est faite

- soit par adheacuterence ou friction - soit par obstacle

5 Approche eacutenergeacutetique

Dans un systegraveme de transformation de mouvement la transmission de leacutenergie du moteur au reacutecepteur se fait avec des pertes Ces pertes deacutenergie principalement dues au frottement se traduisent par une eacutemission de chaleur

Avec Ps = Pe Ps puissance de sortie en W

rendement (sans uniteacute)

Pe puissance dentreacutee en W

Les caracteacuteristiques en entreacutee de la chaicircne cineacutematique (moteur) sont - la puissance Pe = Pa(Watt)

- la vitesse angulaire ωe = wm (rads)

- la freacutequence de rotation Ne = Ns (trmin)

- le couple moteur Ce = Cm (Nm)

Les caracteacuteristiques en sortie de la chaicircne cineacutematique (reacutecepteur) seront modifieacutees - la puissance Ps=Pu (Watt)

- la vitesse angulaire ωs (rads)

- la freacutequence de rotation Ns (trmin)

- le couple reacutecepteur Cs (Nm)

Deux arbres daxes

quelconques

Axes concourants et

orthogonauxsdqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqsssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss

Axes orthogonaux et

non concourants

Arbres coaxiaux

Arbres parallegraveles

Pe = CeWe

Ps = Cs Ws








drsquoalignement






aligneacutes

Exemple










1-5 Joint dOldham



telle que s = e









2 Les embrayages













Embrayage

Deacutebrayage



Embrayage

N1

M N2

R

N2=N1 Embrayage

N2=0 Deacutebrayage















α
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque








drsquoalignement






aligneacutes

Exemple










1-5 Joint dOldham



telle que s = e









2 Les embrayages













Embrayage

Deacutebrayage



Embrayage

N1

M N2

R

N2=N1 Embrayage

N2=0 Deacutebrayage















α
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque






aligneacutes

Exemple










1-5 Joint dOldham



telle que s = e









2 Les embrayages













Embrayage

Deacutebrayage



Embrayage

N1

M N2

R

N2=N1 Embrayage

N2=0 Deacutebrayage















α
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque




1-5 Joint dOldham



telle que s = e









2 Les embrayages













Embrayage

Deacutebrayage



Embrayage

N1

M N2

R

N2=N1 Embrayage

N2=0 Deacutebrayage















α
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque






2 Les embrayages













Embrayage

Deacutebrayage



Embrayage

N1

M N2

R

N2=N1 Embrayage

N2=0 Deacutebrayage















α
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque


2 Les embrayages













Embrayage

Deacutebrayage



Embrayage

N1

M N2

R

N2=N1 Embrayage

N2=0 Deacutebrayage















α
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque













α
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque
















4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque





4 Les freins















2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque







2 surfaces planes


par adheacuterence







ressorts





moteur


4-6-Freins disque

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