Différence entre l'engrenage à chevrons et l'engrenage à double hélice

Les entraînements mécaniques sont utilisés pour transmettre le mouvement, le couple et la puissance de l'arbre d'entraînement (généralement un moteur principal comme un moteur électrique) à l'arbre entraîné (comme une unité de machine). Il existe quatre entraînements mécaniques, à savoir l'entraînement par engrenage, l'entraînement par courroie, l'entraînement par chaîne et l'entraînement par câble. Chacun d'eux a des caractéristiques spécifiques et convient à certains types d'applications. Un entraînement par engrenage est préféré pour la transmission de puissance sur de petites distances. Il s'agit d'un entraînement positif et peut être conçu pour transmettre la puissance sous n'importe quel angle et n'importe quel plan. Il existe quatre types d'engrenages de base :engrenage droit, engrenage hélicoïdal, engrenage conique et engrenage à vis sans fin. Un engrenage droit a des dents droites parallèles à l'axe de l'engrenage et ne peut transmettre la puissance qu'entre des arbres parallèles. Cependant, en raison d'un contact soudain entre les dents de deux engrenages droits accouplés, la dent subit un choc ou une charge d'impact.

Les problèmes associés à la charge d'impact peuvent être éliminés en utilisant un engrenage hélicoïdal. Comme l'engrenage droit, l'engrenage hélicoïdal est également utilisé pour les arbres parallèles; cependant, des dents sont taillées en forme d'hélice sur l'ébauche cylindrique de l'engrenage. Les dents hélicoïdales de deux engrenages correspondants entrent progressivement en contact, ce qui entraîne une charge progressive sur les dents (au lieu d'une charge d'impact comme dans le cas d'un engrenage droit). Cela augmente également la capacité de transmission de puissance et réduit en même temps les vibrations. Cependant, le profil hélicoïdal de la dent induit une charge de poussée axiale sur le roulement, ce qui est parfois préjudiciable et limite la vitesse maximale d'application autorisée. Afin d'éliminer la force de poussée en maintenant intacte la forme hélicoïdale des dents, un engrenage à chevrons ou un engrenage à double hélice peut être utilisé.

Dans les deux cas, les dents sont découpées dans les deux moitiés de l'ébauche d'engrenage en conservant le même module, le même nombre de dents et l'angle d'hélice mais le sens opposé de l'hélice. Ainsi, la force de poussée produite par chaque moitié de l'engrenage est égale et opposée et s'élimine ainsi. Bien que l'engrenage à chevrons ou l'engrenage à double hélice soit exempt de charge axiale, il existe peu de différences entre eux en termes de caractéristiques de construction et de fabrication. En engrenage à double hélice , un petit espace de décharge est prévu entre les deux moitiés. Ainsi, les dents de l'hélice gauche ne touchent pas physiquement les dents de l'hélice droite. Cependant, en cas d'engrenage à chevrons , aucun espace de ce type n'est prévu et ainsi les dents ayant une hélice à gauche touchent les dents ayant une hélice à droite. Les différentes différences entre les engrenages à chevrons et les engrenages à double hélice sont données ci-dessous sous forme de tableau.

Table :Différence entre l'engrenage à chevrons et l'engrenage à double hélice

Présence d'écart de relief : Un espace de dégagement entre les dents de l'hélice gauche et les dents de l'hélice droite est le principal facteur de différenciation. Dans les engrenages à chevrons, aucun espace n'est prévu et ainsi les dents de l'hélice gauche restent en contact physique avec les dents de l'hélice droite. Dans les engrenages à double hélice, un petit espace (2 à 10 cm en fonction de la taille) est maintenu entre les dents de l'hélice gauche et les dents de l'hélice droite.

Difficulté à fabriquer les engrenages : Lors de la coupe des dents d'engrenage pour les engrenages à chevrons, la fraise n'est pas autorisée à se déplacer au-delà de la face des dents d'un côté (là où la jonction existe). Tout dépassement créera une rainure indésirable sur l'autre moitié car la rainure ou l'espace intermédiaire n'existe pas. Cela rend la fabrication compliquée et une machine dédiée est nécessaire pour tailler de telles dents d'engrenage. Dans le cas d'un engrenage à double hélice, le petit espace de dégagement permet à la fraise de se déplacer librement au-delà de la face des dents. En raison des difficultés de fabrication, le coût des engrenages à chevrons est légèrement supérieur au coût des engrenages à double hélice similaires.

Largeur axiale : La largeur ou l'épaisseur de l'engrenage détermine en fait la résistance des dents et la capacité de transmission de puissance. En raison de la présence d'un petit espace de dégagement dans l'engrenage à double hélice, la largeur de la face de la dent n'est pas équivalente à la largeur de l'engrenage. Pour la même largeur d'engrenage et d'autres caractéristiques, la largeur de la face des dents de l'engrenage à chevrons sera plus grande et, par conséquent, sa capacité de transmission sera plus élevée. Inversement, pour une transmission de puissance spécifiée, un engrenage à chevrons plus fin peut être utilisé. Ceci est particulièrement adapté à la conception d'une unité de machine compacte ayant un espace disponible limité.

Une comparaison scientifique entre les engrenages à chevrons et les engrenages à double hélice est présentée dans cet article. L'auteur vous suggère également de parcourir les références suivantes pour une meilleure compréhension du sujet.

1. Design of Machine Elements par V. B. Bhandari (quatrième édition ; McGraw Hill Education).
2. Machine Design par R. L. Norton (cinquième édition ; Pearson Education).
3. A Textbook of Machine Design par R. S. Khurmi et J. K. Gupta (S. Chand ; 2014).