Arbre de transmission avec rainure de clavette

[Manu1836]

Bonjour,
je travail sur l'étude d'un arbre de transmission comportant une rainure de clavette. L'arbre est soumis à un effort en torsion car il se situe à la sortie d'un renvoie d'angle.
Il est actuellement utilisé pour une puissance de 70Ch et je cherche à calculer sa résistance pour une puissance de 90Ch, s'il ne résiste pas je souhaite le redimensionner.
L'arbre est constitué en Acier laminé XC38, avec une résistance élastique de 245 MPa.
Il a une longueur de 920mm, un Diamètres D de 40mm.
L'arbre tourne à une vitesse de rotation de 1620 tr/min = 169.64 rad/s.
On lui applique un couple de 390.5 N.m
On choisit un coef de sécurité de 2.
Il comporte une rainure de clavette dont toutes les informations de mesures vous serons fournies dans le PDF ci-joint.

Pour la partie calcule j'ai utilisé la formule TAUmax= Mt/(I0/R), j'ai ensuite cherché la condition de résistance à la torsion de l'arbre avec TAUmax <ou= Rpg.
Ensuite la condition de déformation en passant par l'angle unitaire de torsion= Mt/(G*I0).

Suite à ces calcules j'ai pris connaissance du coefficient de concentration de contrainte noté Kt, j'ai essayé de le calculer je n'ai pas de rayon r sur ma rainure donc je me suis basé sur le coefficient le plus élévé qui est donc 5.4

Je dois savoir si l'arbre actuel donc de diamètre 40mm en format PDF si joint, est capable de recevoir la puissance de 90ch, mais je ne trouve pas de résultat cohérent car je ne comprend pas les formules avec Kt.
Donc pour essayer de contourner j'ai dimenssioné un nouvel arbre en utilisant que le Kt que j'avais déterminé mais qui me semble probablement faux.
Je vous fournie ci-joint la totalité des calculs que j'ai effectué de manière claire,
je vous remercie d'avance d'apporté une correction ainsi que de m'apporté de l'aide pour que je puisse avancer mon projet.


Bonsoir Manu1836 pdf et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

Pour être conforme à l'épinglé


http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

L'image pdf a été supprimée. Elle doit être jpg, gif ou png.

Merci de la présenter à nouveau dans une nouvelle réponse.

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[Jaunin]

Bonjour, Manu1836,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Si vous pouviez nous remettre vos calculs.
Cordialement.
Jaunin__

Pour information:
http://www.itterbeek.org/uploads/doc...6(Torsion).pdf

[Zozo_MP]

Bon,jour

C'est une devoir d'étudiant ça ! N'est-ce pas ?

Comment êtes-vous passer des Ch au N.m

Cordialement

[djodjo44]

Bonjour,

Les calculs sont dans le PDF du premier post.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Manu1836]

Non ce n'est pas un devoir détudiant, je suis en stage et je travail sur ce thème et je suis bloqué

[Manu1836]

J'ai changé le format pdf, donc je vous envoi à nouveau les annexes

[Manu1836]

Je suis passé de Ch à N.m par le calcule du couple C=P/w

[Jaunin]

Bonjour, Manu1836,
La longueur de la rainure sur votre dessin na pas besoin du signe diamètre.
Cordialement.
Jaunin__

[Sanglo]

Bonjour,

La longueur de la rainure sur votre dessin na pas besoin du signe diamètre.

De plus le système de cotation de la rainure de clavette n'est pas bon.
Les cotes données ne permettent aucune mesure.
Voir cotation clavette là http://58consmeca.free.fr/Cours%202a...sionnement.pdf

A++

[djodjo44]

Bonsoir,

Les calculs de contraintes sont bons, mis à part sur la feuille capture3.jpg où, je ne comprends pas certains de la transformation de Reg en Rpg, car de mémoire, pour l'acier, il fallait prendre Rpg = 4/5 * Rpt.

Cependant, deux questions :
- l'arbre est-il existant ou faut-il le fabriquer ? S'il est existant, effectivement, si les arrondis en fond de rainure de clavetage ne font pas la bonne valeur, il ne peut "passer" la puissance. S'il est à construire, il est possible de travailler sur la rainure de clavetage de façon à diminuer le coefficient de concentration de contraintes.
- si d'un bout de l'arbre il y a une clavette à l'autre bout qu'y a-t-il pour assurer la transmission ?

[Manu1836]

J'ai effectué les calcules d'une autre façon afin de dimmensionner un nouvel arbre,
les calcule sont en pièces jointes j'ai effectuer le premier en dimensionnant et l'autre partie je l'est fais en utilisant le diamètre actuel de mon arbre.
Donc si possible j'aimerai un avis
je vous remercie.

[Jaunin]

Pourquoi vous mettez toujours à l'expression Wt des [mm^4] alors que ce résultat est en [mm^3].
Je n'ai pas refait vos calculs pour l'instant.

[djodjo44]

A priori la clavette devrait résister à l'effort. Elle aurait 40,7MPa de contrainte de glissement.

Ce qui est plus ennuyeux pour l'arbre, c'est son angle total de torsion de 0,68 degrés lorsqu'on le compare aux recommandations situées dans ce post : http://forums.futura-sciences.com/ph...e-torsion.html.

Dans mon vieux manuel manuscrit d'école, la valeur maximale de 1/4 de degré par mètre de longueur est recommandée pour ne pas avoir de déformations longitudinales et faire en sorte que la fibre neutre reste rectiligne.

[Sanglo]

Bonsoir,

Dans mon vieux manuel manuscrit d'école, la valeur maximale de 1/4 de degré par mètre de longueur est recommandée pour ne pas avoir de déformations longitudinales et faire en sorte que la fibre neutre reste rectiligne.

C'est exactement ce que j'ai comme recommandation dans mon ancien cours "Organes de machines"
On y parlait également du calcul des arbres fléchis et tordus ainsi que de la vitesses critique.

A++

[Manu1836]

Bonjour, j'ai moi même calculé la déformation mais je ne trouve pas le même résultat que vous...
Pouvez-vous regarder ma phase de calcule et me dire ce qui ne convient pas ?
je vous remercis d'avance.

[Sanglo]

Bonjour,

Une méthode de calcul utilisée de nombreuses fois et jamais eu le moindre problème.

A++

[djodjo44]

Bonjour,

Pouvez-vous regarder ma phase de calcule et me dire ce qui ne convient pas ?

La phase de calcul est bonne pour un diamètre d'environ 40mm.
Ce diamètre ne convient pas si l'on veut respecter un angle maximum de déformation de 0,25 degré par mètre. Il faut un diamètre plus important.

Un arbre de torsion à 2 conditions à respecter :
* avoir une contrainte de glissement inférieure à sa résistance limite de glissement minoré par le coefficient de sécurité,
* ne pas avoir une déformation angulaire importante de façon à ce qu'il se transforme en ressort de torsion, ( limite de 0,25°/m).

C'est 2 conditions donnent 2 diamètres différents, il faut choisir celui qui correspond à la condition la plus contraignante.

[Jaunin]

Bonjour,
Il faut encore regarder la pression spécifiques admissible sur les clavettes parallèle.
Vous pouvez regarder à partir de la page 132.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.raymondnicolet.ch/volume1/Volume_1.pdf

[Jaunin]

Re,
Petite info supplémentaire :
http://edesignlab.fr/calcul-de-clavette/

Cordialement.
Jaunin__

[Manu1836]

Bonjour djodjo44,
je vous remercie d'avoir regardé mes calcule, l'application des calculs est surement correcte mais je ne pense pas que je trouve le même résultat que vous, je trouve comme résultat pour la déformation angulaire 1.113*10^-3 degrés/mm qui est donc inférieur à 0.25°/m, donc pour moi cela veut dire que mon arbre est correcte sur se critère ?

[djodjo44]

Bonjour,

Nous n'avons pas la même calculette.
1.113*10^-3 degrés/mm, donne pour moi, pour 1mètre soit 1000mm, 1,113 degrés, soit 4,452 fois la valeur maximale retenue pour que l'arbre ne fasse pas ressort de torsion.

[Manu1836]

je te remercie djodjo44 pour ces réponse que tu m'apporte
effectivement après plus calcule je me suis effectivement trompé sur un truc de base les unité

Donc comme mon arbre supporte une trop grande déformation, si je prend un acier avec une résistance plus élévé est ce que ça va marcher ?
car si je grandit le diamètre beaucoup de pièce derrière seront à modifier et ce n'est pas un gain de temps et argent

Merci d'avance pour tes réponse

[Jaunin]

Bonjour, Manu1836,
Non, car l'angle de torsion est uniquement inversement proportionnel au module de Glissement G de la matière.
En plus vous avez mentionné un coefficient de sécurité de 2.
Ce qui nous donne un arbre de 70 [mm] de diamètre.
Cordialement.
Jaunin__

Si vous ne voulez plus avoir de problèmes avec les unités.

http://fr.ptc.com/product/mathcad/download-free-trial

[djodjo44]

L'arbre de 40mm existe déjà. A-t-il tourné et pendant combien de temps ?

Si la réponse est affirmative, il faut calculer sa déformation angulaire sur les 920mm et calculer le diamètre de l'arbre qui aurait la même déformation pour les 90ch.
Si la différence de diamètre est faible, il y a 2 possibilités :
* garder le même arbre et prendre le risque d'avoir des soucis de tenue dans le temps,
* fabriquer un nouvel arbre avec des cônes "ad hoc", pour minimiser les facteurs de contraintes entre le nouveau diamètre et ceux de 40mm d'entrée et de sortie de mouvement.

[Jaunin]

Un petit lien intéressant pour jongler avec les dimensions de la clavette en attendant les formules.

http://jean.lamaison.free.fr/clavette.php

[Manu1836]

Bonjour, je vous remercis pour vos réponse qui m'ont chacunes bien aidées.
Mais du coup l'arbre devient bien plus gros en diamètre est cela m'oblige à changer beaucoup de composant de la machine par la suite n'y a t-il pas d'autre compromis pour évité d'avoir un arbre aussi grand en diamètre ?

[Jaunin]

Bonjour,
Pour vous aider, éventuellement, il faudrait connaître l'ensemble de votre montage, si vous aviez une photo ou un dessin d'assemblage.
Cordialement.
Jaunin__

[Manu1836]

daccord je vous envoie cela, car si j'augmente le diamètre trop de l'arbre, il faut ensuite je change pallier, trompette et diamètre intérieur poullie

[Manu1836]

Voici des capture de l'ensemble

[djodjo44]

Bonjour, depuis le début, je n'ai pas tout compris, car d'après les dessins l'arbre n'a pas une section constante de 40mm, à partir de la clavette,ou nous aurait-on caché quelque chose ?