ransm ss on par c a ne
Cours ‐ Chapitre n°5 : Transmission par chaine
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1. Fonction
Les chaines sont des éléments flexibles qui permettent de transmettre la puissance entre deux arbres d’axes ’ ’ .
Avantages
Moteur P1 , I1, N1
• un rapport de vitesse précis, grâce à l’absence de g ssemen ; • un rendement élevé, lorsque la chaîne est bien choisie et bien entretenue;
Récepteur 2 , r2, 2
• une durée de vie assez longue (durée de vie nominale de 15 000 h; avec une grande fiabilité;
• a poss en ra ner p us eurs ar res de la même source de puissance;
par r
• un montage et un entretien plus simples et, par cons quen , un pr x e rev en mo ns ev que celui d’une transmission par engrenages; • la possibilité de fonctionner dans des conditions ’u sa on p us c es que ce es app qu es aux courroies (températures plus élevées, charges plus importantes, chocs plus sévères, etc.).
Inconvénients
•
un niveau sonore plus élevé que celui des courroies;
•
l’absence d’amortissement des chocs;
la nécessité d’une lubrification appropriée pendant toute la durée de leur utilisation; •
une masse linéique élevée et de ce fait ne supportent pas les grandes vitesses; •
Domaines d’applications
Les chaînes sont utilisées en transmission de puissance mais aussi en manutention, convoyage … Cours ‐ Chapitre n°5 : Transmission par chaine
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2. Divers types de chaines
On classe les chaînes en deux grandes catégories: •
les chaînes de transmission: utilisées pour la transmission de la puissance,; les chaînes de manutention: utilisées principalement dans les convoyeurs à chaînes pour la manutention et le transport dans les usines. , ’ .
•
Les types de chaînes les plus utilisés pour la transmission de la puissance sont: les chaînes à rouleaux •
a) maillage simple b) maillage double c) maillage triple •
les chaînes silencieuses
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2. Divers types de chaines
Les chaînes à rouleaux
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3. Géométrie d’une transmission par chaîne
dp1: diamètre primitif du pignon; dp2: diamètre primitif de la roue; 1
Z2: nombre de dents de la roue; E : entraxe; Em: entraxe en nombre de maillons , ω2 : vitesse angulaire de la roue, en rad/s; N1 : vitesse de rotation du pignon, en r/min; N2 : vitesse de rotation de la roue, en r/min; p
Lm : longueur de la chaîne, en nombre de maillons; p : pas primitif de la chaîne, du pignon et de la roue; V : vitesse de la chaîne en m/s (pi/min);
N 2
Rapport de vitesses
Diamètre rimitif
Longueur de la chaine
Entraxe
Ang e
E m =
N 1
p
=
4
enrou ement
2
ω 1
p
d p =
E Lm
=
−
8
=
p1
d p 2
=
Z 1 Z 2
p
=
L ≈ 2 E + p Z 1 + Z 2
=
°
Z 1 + Z 2 2
+
p 2 ⎛ Z 2 − Z 1 ⎞ ⎜ ⎟ E ⎝ 2π ⎠ 2
2
et
Lm =
L p
=
2 E Z 1 + Z 2 p
+
2
+
( Z 2 − Z 1 )2 4π 2 .( E / p )
⎡ L Z + Z 2 ⎤ ( Z 2 − Z 1 ) + ⎢ m− 1 − 8 ⎥⎦ 8π 2 ⎣4 − arcs n
d − d
⎝ 2 E ⎠
2
≥
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4. Effet polygonal (ou effet de corde)
Le fait que la chaîne se déplace autour du pignon selon un polygone entraîne une variation de sa vitesse: c’est ce qu’on appelle l’effet . Pour la position illustrée à la figure 1, la ligne AB qui relie les centres des axes de la partie droite des maillons est tangente au cercle primitif du pignon, et la vitesse de la chaîne est donnée ici par:
V =
d p1
ω 1
2 Après une rotation d’un angle α/2 (figure 2), la ligne AB est déplacée ’ ’. , , donnée par: d p1 − 2e V ' = ω 1 2 ’ ’.
Notons ∆V=V‐V’ la variation de la vitesse de la chaine. La courbe ci ‐ contre représente la variation relative de la vitesse ∆V/V en fonction du nombre de dents du pignon. Pour réduire éd lles chocs h et les l vibrations b d dus à l’ l’effet ff polygonal, l l ill faut f Conclusion: l i choisir des pignons dont le nombre de dents est supérieur à 17 (∆V/V< 1,6 % ). Cours ‐ Chapitre n°5 : Transmission par chaine
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5. conception et choix des chaînes (Exemples de calcul d’après catalogue « Rexnord »)
Critères de sélection pour les nombres de dents 9 à 10 dents Il conviendrait en principe d’éviter ce nombre de dents, qui présente un degré d’irrégularité excessif. Il se prête uniquement à des mécanismes ajustables avec de faibles vitesses de chaînes (inférieures à 1 m/s). Il est impossible de prétendre à un fonctionnement régulier et doux. 11 à 12 dents Ce nombre ne se rête u’à des vitesses maximales de chaîne de 2 m/s. Il conviendrait que la charge spécifique de la chaîne soit minime. Il est impossible de prétendre à un fonctionnement régulier et doux . 13 à 14 dents •
•
Détermination du nombre de dents du pignon
Il convient d’obtenir un fonctionnement satisfaisant et de faibles claquements.
•
m/s, si la charge de la chaîne est faible et si aucune exigence n’est impartie à un fonctionnement harmonique et silencieux. 15 à 17 dents Adéquation à des transmissions par chaînes d’une vitesse maximale de 6 m/s, si aucune exigence particulière n’est impartie à un fonctionnement doux et sans battements. 18 à 21 dents Jusqu'à une vitesse maximale de 10 m/s, ce nombre de dents arantit un fonctionnement satisfaisant. Un fonctionnement doux est possible dans des conditions favorables. 22 à 25 dents Il s’agit d’un nombre avantageux pour des pignons d’entraînement. Un fonctionnement doux et régulier es pr v s e. a qua on s en une v esse maximale de la chaîne de 15 m/s. 26 à 40 dents Nombres de dents les plus favorables pour des pignons d’entraînement rapides, hautement sollicités. L’effet polygonal est négligeable. La tenue aux mouvements vibratoires et claquements satisfait aux exigences maximales. Domaine d’utilisation jusqu'à 30 m/s à peu près. •
nombre de dents, un nombre Z1 = 19 est fixé pour le pignon d’entraînement.
•
Nombre de dents du pignon entraîné Z2 = Z1 ∙ i = 19 ∙ 2 = 38
•
•
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5. conception et choix des chaînes (Exemples de calcul) Puissance corrigée
Facteur de correction y=1
; Pc =P∙y =P=10kW
Sélection du type de chaîne
La chaîne 24 B – 1 (pas= 38,1 mm) est recommandée par ce diagramme. Cours ‐ Chapitre n°5 : Transmission par chaine
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5. conception et choix des chaînes (Exemples de calcul) Puissance transmissible par la chaine choisie
pour la chaîne 24 B – 1 pour N1 = 50 tr. min–1 et le nombre de dents présélectionné Z1 = 19 la valeur de la , . t=
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5. conception et choix des chaînes (Exemples de calcul) Choix de chaînes à brins multiples
La sélection de chaînes à brins multiples ne s’impose pas dans ce cas, car la puissance transmissible par une chaine Pt>Pc Lubrification
Il ressort du tableau de uissance u’une lubrification ar com te‐ gouttes est suffisante pour atteindre la longévité de base de 15.000 heures de service.
Lubrification par compte‐gouttes.
Longueur de la chaine (nombre entier de maillons) Lm =
L p
=
2 E Z 1 + Z 2 p
+
2
+
( Z 2 − Z 1 )2 4π 2 .( E / p )
orrec on e en raxe 2 2 ⎡ L Z + Z ⎡ Lm Z 1 + Z 2 ⎤ ( Z 2 − Z 1 ) ⎤⎥ m 1 2 ⎢ E = pE m = p − + ⎢ − − 8 4 8 ⎥⎦ 8π 2 ⎢4 ⎥ ⎣ ⎣ ⎦
u r ca on par barbotage.
si on ne modifie pas la valeur de l’entraxe, l’excès de longueur de la chaîne va engendrer une flèche dans son brin mou. Pour calculer cette flèche s , on utilise l’équation empirique suivante: ,
.
où ∆L est la différence entre la longueur choisie et la longueur calculée de la chaîne (cette différence devant être évidemment une valeur positive). En général, é é l on tolère lè une valeur l maximale i l de d s égale é l à 2 ou 3 % d de celle ll d de l’ l’entraxe C.
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