Résistance : Cardan ou engrenage

[Zozo_MP]

Bonjour les costaux en mécanique

J'ai un petit doute sur un montage je voudrais avoir votre avis.

J'ai un double problème :
- pas de place (en largeur surtout)
- problème de taille d'engrenage par rapport à l'effort.

J'ai deux arbres placés à 90° (renvoi d'angle) et par rapport à la taille de l'arbre 10mm et le couple 10 N/m.
L'arbre en plus fait un rotation alternative (aller et retour) sur 180° et cela 120 fois/mn avec toutefois un temps de rotation de 0.03 seconde.
Il y a un espace de temps d'inactivité temps entre chaque aller et retour de 0.4722 seconde.

Donc des mouvements relativement brusques.

Les axes des deux arbres sont sur le même plan et les plans sont fixes sur le même bâti par des paliers placés au plus près des cardans. Pas d'arbres cannelés à prévoir non plus.

Si je prend des renvois d'angles (et ses pignons coniques) c'est très gros et lourd (à cause du module 2 minimum) par rapport à la taille et au poids embarqué.
Si je prend des cardans série simple il faut que j'en mette trois en série pour avoir mes 90° sachant que le couple transmissible diminue beaucoup au delà de 30° et que de toute façon les séries simples sont limités à 45°.

Comme les séries double (voir la vidéo c'est le modèle du haut) permettent d'aller jusqu'à des angles de 70°.
Mais pour garder le maximum de couple et de solidité je prendrais deux cardans série double mis bout à bout avec un palier entre les deux.
Compte tenu des à coup du mouvement alternatif j'aurais moins de jeu qu'avec des engrenages par trop onéreux).

J'espère vous avoir donné le maximum d'infos par rapport à ma préoccupation de conception.

Cordialement
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[polo974]

Il vaut mieux mettre 2 cardans doubles avec palier inter, au moins tu respecteras l'homocinétisme.
Si tu pars sur 3 cardans simples , il faudra aussi un palier inter, sinon, ça part en vrille (les axes se désalignent).

Maintenant, le problème sera surtout l'inertie des pièces.
Il faut calculer les moments d'inerties et suivant les diagrammes d'accélération en déduire les efforts...

[Zozo_MP]

Bonjour Polo974

J'avais bien prévu de mettre des paliers aux bons endroits pour éviter les problèmes que tu cites.
Ce sont de petits cardans avec a priori des Ø d'arbres de 10mm, moins si possible.

Est-ce que le couple et les informations que j'ai donné suffisent ou il faut d'autre infos.
Evidemment il faut que je donne la référence et les cotes des cardans choisis leur poids etc...

Autre chose à connaître pour faire les calculs ?

Cordialement

[chatelot16]

un cardan simple peut tres bien fonctionner a 45° : helas ce n'est pas le cas de tout les cardans que l'on trouve dans le commerce : certain cardan optimisé pour les faible angles n'ont pas des chapes assez ouverte pour suporter 45°

avec 2 cardans simple a 45° tu aura tes 90°

si les 2 axe des 2 chapes sur l'arbre intermediaire sont bien dans le meme plan les defaut d'homocynetisme des 2 cardan se compensent , et le total est bien homocynetique

les cardan simple pour prise de force de tracteur agricole suportent largement plus que 45° mais sont trop gros pour toi

les petits cardans genre prud'homme butent avant 45°

il faudra construire tes cardans de toute piece a moins que quelqu'un d'autre connaisse une bonne adresse

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour, Zozo_MP,
Je viens de retrouver une information sur les cardans, désolé pour la qualité, à l'époque c'était de l'héliographie.
Amicalement.
Jaunin__

[mécano41]

Bonjour,

Est-ce que le couple et les informations que j'ai donné suffisent ou il faut d'autre infos.
Evidemment il faut que je donne la référence et les cotes des cardans choisis leur poids etc...

Autre chose à connaître pour faire les calculs ?

Cordialement

Comme te l'a dit Polo974, il faut connaître la loi de mouvement sinon, pas de calcul possible ; c'est à dire que dans une course aller et retour (ou aller seulement si c'est symétrique) il faut connaître le temps (ça tu l'as donné mais on ne sait pas si c'est pour l'aller ou pour le mouvement complet) et dire quel est le type d'accélération...ce n'est pas pareil si l'on applique un couple constant (dans ce cas accélération constante et mouvement uniformément accéléré) ou si le mouvement est donné par une came tournant à vitesse constante (entrée à sens unique et sortie alternative) dans ce cas l'accélération dépend du profil de la came) ou...si c'est autre chose...

De toutes façons, avec les temps que tu donnes, je crains le pire...

S'il y a des parties non équilibrées qui font ce va-et-vient rotatif à cette vitesse, il va falloir rajouter des masses qui vont encore augmenter les inerties...d'où énergie plus importante pour accélérer le bazar, d'où couples plus élevés...peut-être arbres plus gros, sans clavette etc...Enfin, il faut voir.

Cordialement

[Zozo_MP]

Bonsoir

Merci à tous pour vos remarques
Je me doutais qu'avec les engrenages cela ne passerait pas mais avec les cardans je ne vous sent pas enthousiastes
Donc j'ai trouvé une autre solution que je vous soumettrais en 3D avec des infos de la masse de chaque composant pour les calculs. Je joindrais une animation de la cinématique.

Merci pour votre aide.

Cordialement

[sitalgo]

B'jour,

Je pense à un truc qui peut améliorer.
On peut prévoir sur l'axe un taquet qui, en fin de course, vient buter sur un ressort de raideur adéquat. Le ressort participe au freinage et emmagasine de l'énergie pour réaccélérer l'axe ensuite. S'il n'y en a qu'un c'est sur le dernier axe.
C'est autant d'effort qui ne passera pas par le premier axe.