Comprendre les transmissions par chaîne : types, fonctionnement et applications

Dans cet article, vous découvrirez les différents types de transmissions par chaîne, leur fonctionnement, avantages, inconvénients, applications, et pouvez télécharger le PDF à la fin.

Transmission par chaîne et types :

Les transmissions par chaîne conviennent aux petits entraxes (généralement ≤ 3 m, cas spéciaux jusqu'à 8 m). Transmettent jusqu'à 100 kW à vitesse périphérique ≤ 15 m/s. Rapport de transmission jusqu'à 8:1.

Principal inconvénient des courroies et câbles : rapport de transmission non constant (glissement). Les transmissions par chaîne sont des entraînements positifs → pas de glissement → rapport constant.

Employées pour une large gamme d'applications de transmission de puissance : vélos, motos, laminoirs, machines agricoles, machines-outils, convoyeurs, coupeuses de charbon, etc. Une transmission par chaîne = chaîne + deux roues dentées (pignons). La chaîne s'engrène sur les pignons.

Types de chaînes pour transmission de puissance

1. Chaîne à rouleaux (Roller chain)
2. Chaîne silencieuse (Silent chain)
3. Chaîne à plaques (Leaf Chain)
4. Chaîne à plateau plat (Flat-top Chain)
5. Chaîne en acier d'ingénierie (Engineering Steel Chain)

Quel que soit le type de chaîne, leurs styles se classent ainsi :

1. Chaînes à maillons droits : maillons « extérieur » et « intérieur » alternés
2. Chaînes à maillons décalés : tous maillons identiques. Incluent chaînes à maillons intégraux : bar-link, flat-top, chaînes en acier soudé

Chaînes à rouleaux : vélos, motos, machines-outils. Chaîne silencieuse = chaîne à dents inversées, pour fonctionnement lisse et silencieux à basses vitesses.

Types de chaînes (vue industrie)

1. Chaîne à rouleaux (Bush Roller Chain)

Le type le plus courant pour transmission de puissance mécanique sur machines domestiques, industrielles, agricoles : convoyeurs, tréfileries, presses, voitures, motos, vélos.

Composition : série de rouleaux cylindriques courts maintenus par plaques latérales. Entraînée par pignon denté. Simple, fiable, efficace.

Rouleaux généralement plus petits que la hauteur des plaques. Plaques guident l'engrènement sur les pignons.

Chaînes servent aussi de guide pour matériaux sur rails (convoyeurs, élévateurs à godets). Utilisées pour entraînement ET convoyage.

• Chaîne simple brin standard : la plus utilisée pour entraînement. Puissance couvrant large gamme de charges.
• Chaînes multi-brins : puissance accrue sans augmenter pas ou vitesse linéaire.

2. Chaîne silencieuse (Silent Chain)

Dite aussi chaîne à dents inversées : plaques dentées assemblées sur éléments d'articulation permettant flexion libre entre chaque pas.

Rangées empilées de plaques plates à profils d'engrenage s'engrenant sur dents de pignon comme crémaillère sur engrenage. Maillons tenus par goupilles par articulation, permettant flexion.

Chaînes silencieuses de fabricants différents généralement incompatibles. Standards : variété d'entraînements industriels compacts, haute vitesse, lisses, peu bruyants. Haute performance : large gamme de pas, largeurs, pour très hautes vitesses où souplesse et silence exceptionnels requis. Équipements industriels où la souplesse ultime est requise.

3. Chaîne à plaques (Leaf Chain)

Conçues pour levage, pas transmission. Tensions très élevées, vitesses lentes. Fonctionnement intermittent. Critères : charges de traction, usure articulations, usure plaques/poulies.

Ne s'engrènent pas sur pignons (pas de disposition pour). Fonctionnent sur poulies. Doivent lever grosses charges → haute limite élastique, pas d'allongement permanent. Usage principal : chariots élévateurs.

4. Chaîne à plateau plat (Flat-top Chain)

Largement utilisées sur convoyeurs, surtout convoyeurs à lattes spéciaux.

Composition :

• Plaques acier supérieures avec barillets charnière sur chaque côté
• Goupilles insérées dans barillets → articulation (poutre + palier)
• Goupilles retenues par ajustement serré ou rivetage dans barillet d'une plaque, libres dans suivant
• Goupille de liaison : moletée ou élargie d'un côté pour rétention
• Longueur continue formée
• Uniquement pour convoyage

5. Chaîne en acier d'ingénierie (Engineering Steel Chain)

Développées dans les années 1880 pour convoyage difficile. Majoritairement : convoyeurs, élévateurs à godets, liaisons de tension. Peu en entraînement. Critères : charges de traction, types d'usure, lubrification, environnement.

Usure = paramètre clé. Usure articulations, rouleaux/bagues, plaques latérales/rails : préoccupations majeures pour convoyeurs.

Chaîne de vélo

Majoritairement acier au carbone ou allié, certains nickelés (antirouille ou esthétique).

Transmission par chaîne = caractéristique clé du vélo de sécurité (1885) à deux roues égales, remplaçant le « grand bi ». Popularité inchangée aujourd'hui.

Rendement très élevé : point de pression éloigné de l'axe → moins de contrainte sur roulements → frottement interne réduit. Tension de chaîne plus élevée = plus efficace.

Transmissions par chaîne dans l'automobile

Système chaîne transmet puissance du différentiel à l'essieu arrière.

Aux débuts de l'auto, transmissions par chaîne = système de transmission très populaire. Alternative au Système Panhard avec arbre rigide Hotchkiss, cardan, joints universels.

Plus simples à concevoir que cardan + joints universels.

Moins de masse non suspendue aux roues arrière → suspension réagit mieux aux bosses → conduite plus souple.

Avantages et inconvénients des transmissions par chaîne

Avantages

1. Entraînements positifs sans glissement
2. Rendement très élevé (jusqu'à 99 %)
3. Entraxes petits et grands (jusqu'à 3 m)
4. Rapport de transmission jusqu'à 8:1 en une étape
5. Transmettent plus de puissance que courroies
6. Pignons plus légers que poulies → moins de contrainte sur arbres
7. Fonctionnent sous conditions température/atmosphère adverses (contrairement aux courroies)
8. Plus compacts que courroies
9. Maintenance faible

Inconvénients

1. Arbres moteur/mené doivent être alignés précisément (axes parallèles)
2. Lubrification plus importante
3. Coût initial élevé
4. Allongement de la chaîne → impossible d'avoir des inversions périodiques
5. Fluctuations de vitesse plus marquées

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C'est tout, merci. Nous avons couvert tous les types de chaînes connus. Article pas fini mais si questions, commentez. Partagez si aimé.

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