Comment choisir le bon réducteur de vitesse : critères de sélection essentiels

Qu'est-ce qu'un réducteur de vitesse ?

Les réducteurs de vitesse servent à adapter les caractéristiques (couple et vitesse) des axes d'entrée et de sortie d'un mécanisme, généralement un moteur ou un moteur thermique. Le couple décrit la force transmise d'un axe linéaire à un axe rotatif. En modifiant la force/la vitesse de sortie, le fonctionnement d'une machine peut être contrôlé avec précision pour obtenir de meilleurs résultats.

Rappel sur le couple et la vitesse

Les réducteurs de vitesse augmentent le couple d'un moteur, permettant ainsi à l'organe de préhension de tourner sous l'effet de ce nouveau couple. Les fabricants indiquent parfois le couple minimal et maximal (exprimé en newton-mètres, Nm) que chacun de leurs produits peut supporter. La densité de couple varie selon le type de réducteur. Par exemple, les engrenages planétaires offrent une densité de couple élevée.

Un autre rôle du réducteur est de réduire la vitesse du moteur ; nous recommandons de prendre en compte le rapport de réduction idéal pour votre application. À partir de la vitesse du moteur, le facteur de réduction permet de déterminer la vitesse de sortie. Cette information est également fournie par les fabricants sur leurs fiches produits, en tours par minute.

Les arbres d'entrée et de sortie du réducteur peuvent être coaxiaux, parallèles ou orthogonaux. Il faut se demander quel type de montage est le plus adapté à votre application, selon l'usage prévu.

Types de réducteurs de vitesse

Il existe quatre principaux types de réducteurs : les engrenages planétaires, les vis sans fin, les engrenages droits et les réducteurs à engrenages coniques. Chacun présente des avantages et des inconvénients. Vous devrez choisir celui qui convient le mieux à votre usage. Par exemple, si vous recherchez de hautes performances, un réducteur planétaire sera préférable à un réducteur conique.

Les principaux types de réducteurs

• Réducteurs planétaires
• Réducteurs à vis sans fin
• Réducteurs à engrenages coniques

Quand utiliser un réducteur planétaire ?

L'une des principales caractéristiques des engrenages planétaires est leur montage coaxial. Ce type d'assemblage réduit considérablement l'encombrement de l'unité. Outre leur compacité, les autres avantages des réducteurs planétaires sont : un rendement élevé, un faible jeu et un rapport couple/poids élevé. En revanche, leur construction complexe et coûteuse nécessite une maintenance spécialisée.

Nous recommandons les engrenages planétaires pour les applications à forte accélération (robotique) ainsi que pour les applications à basse vitesse mais couple élevé (fours rotatifs industriels). Ils sont également largement utilisés dans les centres d'usinage, les machines-outils et les machines mobiles pour les travaux publics et agricoles.

Les atouts des engrenages droits

Les réducteurs à engrenages droits sont le type le plus courant et conviennent aux applications générales. Les traces de denture sont droites et parallèles à l'axe de rotation. La simplicité de leur conception les rend faciles et économiques à fabriquer, ce qui explique leur popularité dans l'industrie.

Le principal avantage d'un réducteur à engrenages droits est qu'il fournit jusqu'à 50 % de couple en plus qu'un réducteur planétaire à engrenages équivalents. La transmission du couple et de la vitesse est directe et donc efficace, ce qui rend l'unité idéale pour les applications à grande vitesse, généralement pour augmenter la vitesse. Cependant, les traces de denture droites génèrent inévitablement plus de bruit lors de l'engrènement.

Quand utiliser un réducteur à vis sans fin ?

Les réducteurs à vis sans fin ont des arbres d'entrée et de sortie perpendiculaires. Ils sont généralement utilisés pour les applications nécessitant des rapports de réduction très élevés. Le mécanisme est irréversible : la vis ne peut pas être entraînée par la roue. Cet avantage assure un niveau de sécurité supérieur. Les réducteurs à vis sans fin sont moins chers que les planétaires et plus silencieux. Ils ne vibrent pas, génèrent peu de bruit et sont plus confortables à utiliser.

Cependant, comme les réducteurs planétaires, les unités à vis sans fin chauffent rapidement en raison de leur compacité. Leur rendement varie. On peut l'améliorer en combinant le réducteur à vis sans fin avec d'autres réducteurs et transmissions. Ils sont idéaux pour les convoyeurs, treuils et systèmes de manutention.

Quand utiliser un réducteur à engrenages coniques ?

La particularité des réducteurs coniques est leur renvoi d'angle qui permet de changer le système de rotation de la machine, passant d'une rotation latérale à une rotation longitudinale. Les engrenages coniques sont compacts et robustes. Ils supportent de fortes puissances. Si vous avez besoin d'un couple élevé, nous recommandons cette technologie. La solidité de leurs dents permet de les utiliser avec des moteurs asynchrones triphasés, synchrones ou des servomoteurs asynchrones.

Les engrenages coniques sont silencieux, offrent un bon rendement et sont économes en énergie. Toutefois, leur rendement reste inférieur à celui des engrenages planétaires. Ils sont aussi très coûteux et leur maintenance est difficile. On les trouve généralement dans les convoyeurs de forte puissance, ainsi que dans les machines mobiles pour l'agriculture et les travaux publics.

Comment calculer les dimensions d'un réducteur de vitesse ?

Pour calculer les dimensions du réducteur, il faut sélectionner le bon arbre. Il existe trois orientations d'arbre : orthogonale, coaxiale et parallèle.

Si le réducteur a une orientation orthogonale, les arbres d'entrée et de sortie sont perpendiculaires. C'est souvent le cas des réducteurs coniques et à vis sans fin. Cette orientation est aussi utilisée dans les installations industrielles et les ponts différentiels automobiles. Si l'orientation est coaxiale, les arbres sont alignés : c'est le cas des réducteurs planétaires ou des réducteurs utilisés dans les moteurs et turbopropulseurs aéronautiques. Si l'orientation est parallèle, les arbres sont parallèles.