Calcul couple engrenage
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Calcul couple engrenage



  1. #1
    cordlesstuba

    Calcul couple engrenage


    ------

    Bonjour à tous,

    Après quelques recherches sur internet je ne trouve pas ce dont j'ai besoin, voilà pourquoi je viens vers vous

    Nom : engre.PNG
Affichages : 3250
Taille : 131,6 Ko

    Je ne veux pas faire bouger ma crémaillère avec le moteur, mais l'inverse, faire tourner le générateur grâce aux oscillations de la crémaillère.

    En connaissant la force appliquée sur la crémaillère, comment pourrais-je revenir au couple appliqué au générateur ?

    Merci d'avance

    -----

  2. #2
    invite07941352

    Re : Calcul couple engrenage

    Bonjour,
    Il me semble que vous avez la force tangentielle appliquée au pignon dont vous connaissez le rayon , donc le couple .
    Ensuite le couple se transmet à puissance constante , comme dans le cas le plus général .
    Maintenant, si le mouvement est rapide , il va falloir prendre en compte les inerties .

  3. #3
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    En effet, je connais la couple du pinion sur la crémaillère, du coup le couple transmis par l'engrenage se situant sur le même axe que ce pinion sera la même ?

    La crémaillère oscille à 14Hz

  4. #4
    invite07941352

    Re : Calcul couple engrenage

    Re,
    Tant qu'il n'y a pas de changement de vitesse de rotation, donc sur le même axe , le couple transmis est constant .
    14 Hz , c'est déjà du rapide !!!! Et c'est combien la course totale de la crémaillère ?

    Et le générateur fait combien de tours pour un aller crémaillère ??
    Dernière modification par catmandou ; 28/10/2015 à 10h54.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    La course sera de 5mm crête à crête. Donc si j'applique une force de 14N sur la crémaillère, mon pinion de diamètre 18mm aura un couple de 1555N/m ? Ça parait énorme non, comment vérifier dans ce cas si le pinion ne cassera pas ?

    En fait la vitesse ne sera jamais constante, vu que l'image du mouvement de la crémaillère est un sinus de la forme : Mvt =A*sin(w*t) avec A=0.005 et w=14

  7. #6
    invite07941352

    Re : Calcul couple engrenage

    Re,
    Moment du couple moteur par rapport à l'axe : 14 * 0.009 [m]= 0.126 mN

  8. #7
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Oula oui malheur a moi ! j'ai fais F=C*r au lieu de C=F*r..

    Je continu les calculs et reviens vers vous si j'ai un soucis !

    Merci encore pour vos réponses

  9. #8
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    La vitesse de rotation du pignon sur la crémaillère étant de 5.3tr/min, j'aimerais amplifier cette vitesse en sortie d'un rapport de 100. C'est a dire avoir en sortie un vitesse de 600tr/min. Intuitivement je me dit que ça risque de forcer quelque part, comment dimensionner cette résistance que va impliquer la chaîne d'engrenage pour mettre en mouvement le système ?

    Je ne sais pas si j'ai été très clair. En gros comment calculer le couple résistant d'une chaîne d'engrenage ?

  10. #9
    Dynamix

    Re : Calcul couple engrenage

    Salut
    Citation Envoyé par cordlesstuba Voir le message
    Je ne sais pas si j'ai été très clair. En gros comment calculer le couple résistant d'une chaîne d'engrenage ?
    A partir du rendement .
    Tu perd 5 à 10 % de l' énergie à chaque étage .

    Se pose aussi le problème de l' inertie pour passer de 600tr/min à -600 tr/min en une fraction de seconde .
    Il faut que le dernier étage soit très léger .

  11. #10
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Non non, il y a une roue libre au niveau de l'engrenage situé sur le même axe que le pinion ! Donc seul le pinion effectuera un changement de sens assez rapide oui.

    Donc supposons que j'effectue ce rapport de 100 en un seul étage (avec deux engrenages droit) entre le pinion et les engrenage coniques. J'aurai donc un rendement globale de 0.81 (0.9*0.9), connaissant la puissance d'entrée, comment en déterminer le couple résistant de toute la chaîne ?

    Je vous rassure cela n'est que du théorique pour l'instant ! ^^

  12. #11
    mécano41

    Re : Calcul couple engrenage

    Bonjour à tous,

    Le problème ne me semble ni clair, ni simple alors je mets un croquis de ce que j'ai compris...

    Si c'est ainsi, je pense qu'il faut :

    - descendre au travers de la cinématique, depuis l'élément moteur, pour calculer l'accélération instantanée du générateur (axe 1)
    - calculer le couple demandé par le générateur (en fonction de ses caractéristiques, de l'accélération calculée et de la charge électrique raccordée)
    - en fonction de ce couple et de l'accélération
    . calculer le couple d'accélération à appliquer sur l'axe 1 et le ramener à l'axe 2 au travers du rapport K des pignons coniques (couple C1)
    . calculer le couple d'accélération à appliquer sur l'axe 2 (couple C2)
    - additionner ces couples et ramener à un effort sur la dent
    - calculer l'accélération instantanée de la crémaillère et l'effort nécessaire pour l'accélérer
    - ajouter cet effort à celui précédemment calculé sur la dent

    mais je n'ai peut-être rien compris...c'est juste pour faire avancer...
    Cordialement
    Images attachées Images attachées  

  13. #12
    LPFR

    Re : Calcul couple engrenage

    Bonjour.
    Peut-on savoir à quoi va servir un tel mécanisme ?

    Il pue le gadget de récupération inutile d’énergie.
    Pour ce qui est de l’augmentation de la vitesse de rotation, j’ai portée il y a longtemps une montre Seiko, qui chargeait un super condensateur avec les mouvements du poignet. Dans la description ils disaient que le rotor de la dynamo tournait à la même vitesse que le moteur d’une voiture de course. (Ce qui m’a toujours paru curieux). Mais cela indique quand même que l’on peut fabriquer un mécanisme qui multiplie la vitesse de rotation avec des pertes raisonnables.
    Au revoir.

  14. #13
    Dynamix

    Re : Calcul couple engrenage

    C' est curieux ton problème
    Transformer un mouvement circulaire en rectiligne , pour le transformer ensuite en circulaire ...

  15. #14
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    En même temps, produire de l’électricité à partir d'un mouvement, c'était presque obligé d'être de la récupération d'énergie

    Il pue le gadget de récupération inutile d’énergie.
    C'est un projet perso, je n'espère en rien révolutionner le monde ou produire des mégaWatt, mais juste m'aventurer dans différents domaines

    merci mécano41, je vais essayer de mettre tout ça au propre !

  16. #15
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Transformer un mouvement circulaire en rectiligne , pour le transformer ensuite en circulaire ...
    Non non le mouvement de base est bien rectiligne c'est la crémaillère mon point de départ

  17. #16
    Dynamix

    Re : Calcul couple engrenage

    Citation Envoyé par cordlesstuba Voir le message
    Non non le mouvement de base est bien rectiligne c'est la crémaillère mon point de départ
    Donc le croquis est faux ?

    Si tu récupères un mouvement rectiligne , pourquoi t' ingénier à le transformer en rotation ?

  18. #17
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    En effet, je n'ai pas le mouvement circulaire de départ du croquis, mais le reste était bien résumé donc je n'ai rien dis

    Si tu récupères un mouvement rectiligne , pourquoi t' ingénier à le transformer en rotation ?
    J'ai déjà effectué une première étude en récupérant cette énergie à l'aide d'un générateur linéaire. Donc maintenant mon but est de comparer les deux solutions possibles (linéairement et en rotation).

    La première étude ne m'avais pas posé de problème, mais en mécanique je suis un peu un brèle, donc tout ce qui est effort dans les engrenages je galère..

  19. #18
    Dynamix

    Re : Calcul couple engrenage

    Citation Envoyé par cordlesstuba Voir le message
    La première étude ne m'avais pas posé de problème, mais en mécanique je suis un peu un brèle, donc tout ce qui est effort dans les engrenages je galère..
    Il faut te rappeler que , en rendement 100% :
    F.L = Cω pour transformation linéaire/rotatif
    Et
    C1.ω1 = C2.ω2 pour rotatif en rotatif
    Tout en découle .
    Bien entendu , les unités , c' est m,kg,s, A , et radians pour les angles .

    Mais , IRL , le rendement de chaque transformation n' est jamais de 100%
    Plus tu effectues de transformation plus tu perds de l' énergie .

  20. #19
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Merci pour ton explication !

    Et je tiens à te préciser que c'est surement totalement inefficace mon système, mais justement, ce que je veux c'est dire voila c'est inefficace de récupérer cette énergie parce que patatipatata, ou au contraire dire si si c'est efficace parce que...

    Surement du branlage de mouche mais j'essaye de faire un raisonnement logique

  21. #20
    obi76

    Re : Calcul couple engrenage

    Rien de tel que son expérience perso pour se forger une opinion (meme si parfois ça peut paraître bizarre)
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  22. #21
    mécano41

    Re : Calcul couple engrenage

    Bonjour,

    J'ai fait cette application sur le sujet. Pas sûr que cela t'aide beaucoup mais je la mets quand même.

    Il s'agit d'un cas simplifié où le couple résistant du générateur est constant (par ex. si régul. intensité sur géné. CC?)

    A l'aide du curseur, on peut modifier ce couple et voir l'image des efforts sur les dents et sur la crémaillère, pour des inerties, masses et rapports donnés et pour le mouvement sinusoïdal que tu as prévu.

    Les valeurs actuelles saisies sont à mettre à jour...Si la valeur de Cg maxi est plus élevée, il faudra aller modifier le maxi dans "Propriétés" du curseur (actuellement 100 soit 10000 fois la valeur souhaitée)

    Cordialement
    Fichiers attachés Fichiers attachés

  23. #22
    mécano41

    Re : Calcul couple engrenage

    Il y a une erreur dans mon appli : la courbe verte représentant devrait rester tangente à la sinusoïde lorsque sa pente augmente puisque la vitesse de l'entraîné de la roue-libre ne peut être inférieure à celle de l'entraîneur...

    Cordialement

  24. #23
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Génial, je regarde ça dans la journée ! Merci beaucoup !

  25. #24
    mécano41

    Re : Calcul couple engrenage

    Bonjour,

    Voici la version avec correction (point de tangence...etc) et mise à jour (oubliée!) de quelques petites choses sur feuille calculs manuels...

    Cordialement
    Fichiers attachés Fichiers attachés

  26. #25
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Merci pour le temps passé sur ce sujet, cela m'aide beaucoup !

    Cependant, je ne comprends pas pour la vitesse du pignon sur roue libre d'où vient la ligne w2=w0-w't ?

    Merci encore !

  27. #26
    mécano41

    Re : Calcul couple engrenage

    Comme indiqué, j'ai pris pour hypothèse simplificatrice que le couple résistant du générateur était constant. On a donc un mouvement uniformément retardé avec comme vitesse initiale qui est la vitesse au point de tangence (ω3_tan voir en U13) entre sinusoïde et droite (point préalablement calculé). Ensuite, est la décélération, fonction de l'inertie et du couple résistant, qui fait décroitre la vitesse des éléments en roue-libre, jusqu'à ce que cette vitesse soit inférieure à celle de la partie menante de la roue-libre qui entraîne à nouveau cet ensemble à sa propre vitesse.

    Cordialement

  28. #27
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Oui oui j'ai bien compris compris le principe de la décélération due au couple résistant, cependant je n'arrive pas a voir ce que vous appelez point de tangence entre sinusoïde et droite.

    C'est à dire que vous calculez la pente de la courbe w3 (voir en S13). Cependant w3 est une fonction sinus donc je ne comprends pas trop. Je suis vraiment désolé, je ne pense pas être une quiche en math mais la je ne comprends pas trop ce raisonnement !

  29. #28
    mécano41

    Re : Calcul couple engrenage

    La courbe de vitesse après la roue-libre, hors entraînement, est une droite de la forme y=ax+b dont l'équation est :



    La pente de cette droite est d'abord calculée (en S13)

    L'équation de la courbe de la vitesse de la partie entraînante de la roue-libre est :



    Au moment où, au cours de l'entraînement, la partie entraînante de la roue libre prend une vitesse inférieure à celle de la partie entraînée, elle continue seule à la vitesse définie par . La partie menée est, au moment de la "séparation" à la même vitesse . Le couple résistant du générateur, s'appliquant sur l'inertie entraînée à cette vitesse, produit ensuite la décélération de cet ensemble. La courbe (droite) représentant la vitesse pendant la décélération va donc commencer à ce point de"séparation". A ce moment les pentes des 2 courbes seront les mêmes et ce point est donc le point de tangence des deux courbes. On connaît déjà la pente, on calcule t pour une égalité des deux équations, puis l'ordonnée à l'origine correspondante permettant de définir la droite.

    Ce n'est peut-être pas clair...Si tu as fait des études récentes, il vaudrait mieux que quelqu'un t'explique cela d'une manière plus mathématique...personnellement , j'en ai fait très peu... alors je me débrouille avec ce que j'ai pu apprendre en fonction des besoins..

    A noter aussi que j'ai pu me tromper dans mon raisonnement!

    Cordialement

  30. #29
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Mais oui pétard je viens de comprendre ! Merci infiniment pour les explications c'est beaucoup plus clair pour moi maintenant !

    J'expliquerais l'avancée de mon travail sur ce post et j'espère un prototype à la clef ! (pouvant générer quelque µWatt ahah )

    Superbe excel ! Je ne savais même pas que l'on pouvait mettre des curseurs dans Excel !

  31. #30
    cordlesstuba

    Re : Calcul couple engrenage

    Petite question, pour les inerties de chaque pièce, tu suppose bien la formule : I = (1/2)*m*R² ?

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