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Efforts roulements réels

  1. #1
    beinou

    Efforts roulements réels

    Bonjour à tous,

    Je cherche à calculer les efforts subis par des roulements à rouleaux coniques dans un différentiel de voiture.
    Dans ce différentiel le couple est transmis par une descente de mouvement via deux engrenages droit hélicoidaux puis deux engrenages concourants spiro-coniques.

    J'ai donc appliqué le PFS pour récupérer les efforts au niveau des roulements.
    Puisque les roulements sont coniques, j'ai tenu compte des efforts axiaux induits pour déterminer les efforts axiaux totaux.

    Je trouve :
    FxA = 55 715 N
    FyA = -11 400 N
    FzA = -75322 N

    FxB = -28 251 N
    FyB =38 303 N
    FzB = 48 946 N

    FxC = -16 538 N
    FyC = -12 699 N
    FzC = 11858 N

    FxD = 10 135 N
    FyD = -24 192 N
    FzD = 34 034 N

    FxE = -3 311 N
    FyE = 838 N
    FzE = -10 164 N

    FxF = 12 738 N
    FyF = -21 338 N
    FzF = -9352 N

    Données :
    alpha_R1 = 22.62°
    La = 36.02
    Lb = 126.32
    La2 = 124.26
    Lb2 = 33.96
    Lc = 153.81
    Ld = 53.59
    Le = 66.58
    Lf = 35.82
    Rayon_dm_menant = 94.25 mm
    Rayon_dm_mené = 94.25 mm
    Rayon_pignon = 53.19 mm
    Rayon_couronne = 102.58 mm

    Le couple est de 2441 N.m ce qui correspond au niveau des engrenages aux efforts suivants :
    Fa_dm = -9 427 N
    Fr_dm = 11 416 N
    Ft_dm = 25 899 N
    Fa = 36 891 N
    Fr = 6 403 N
    Ft = -45 892 N

    Est-ce exact ?

    Je souhaiterais maintenant me rapprocher d'un cas réel.

    Les roulements sont préchargés de 5000 N? Comment inclure cela dans les calculs ?
    Comment prendre en compte la flexion des arbres et le possible moment de déversement ?
    Y a t'il d'autres paramètres à prendre en compte ?

    pont2.jpg

    Dans le schéma j'ai isolé l'arbre porté par les roulements A & B

    Comment se rapprocher d'un cas réel ? Pouvez-vous m'aider svp ?

    Merci à vous

    -----

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  3. #2
    Tifoc

    Re : Efforts roulements réels

    Bonjour,
    Citation Envoyé par beinou Voir le message
    une descente de mouvement via deux engrenages droit hélicoidaux puis deux engrenages concourants spiro-coniques.
    Petit point de vocabulaire : un engrenage comporte deux roues

    Citation Envoyé par beinou Voir le message
    Est-ce exact ?
    Pour le savoir il faudrait toutes les données. Il manque au moins les angles d'inclinaison de denture et de conicité. Et de toutes façons, on ne va pas faire le calcul (assez touffu quand même) à votre place. Vos résultats semblent cohérents (à la louche), la probabilité qu'ils soient justes est importante

    Citation Envoyé par beinou Voir le message
    efforts subis par des roulements à rouleaux coniques dans un différentiel de voiture.

    Rayon_dm_menant = 94.25 mm
    Rayon_dm_mené = 94.25 mm
    Rayon_pignon = 53.19 mm
    Rayon_couronne = 102.58 mm

    Je souhaiterais maintenant me rapprocher d'un cas réel.
    Qu'appelez vous une "voiture" ? Un VL (véhicule léger) ? Parce que l'engrenage de descente avec deux roues identiques c'est un peu bizarre dans un "cas réel". Et puis un pignon conique de diametre 100 c'est déjà balaize et qui entraine une couronne juste du double c'est bizarre aussi (le rapport (global) de pont sur une "voiture" est de l'ordre de 3). Pour finir, 2440 N.m en sortie de boite... c'est pas la voiture de M Toutlemonde (ça veut dire dans les 600 N.m sortie moteur !)

  4. #3
    beinou

    Re : Efforts roulements réels

    Merci pour le point de vocabulaire,

    Pour les données supplémentaires et les plus motivés ^^
    angle inclinaison denture dm = 20°
    angle de pression réel = 22.5°

    angle inclinaison denture pignon conique = 33°
    angle de pression réel = 22.5°
    demi-angle de conicité = 27.41°

    Pour ce qui est du terme voiture, j'aurais du mettre véhicule.
    C'est un "camion" tout terrain, donc oui le moteur envoie de la patate ^^ et les dimensions du différentiel ne sont pas classiques.

    Mais je voulais juste savoir quels paramètres rajouter dans mes calculs pour pouvoir récupérer les efforts "réels" dans les paliers.

  5. #4
    Tifoc

    Re : Efforts roulements réels

    Un camion TT je comprends mieux
    Pour la précharge, il suffit de la rajouter aux Fa (sachant qu'il s'agit d'une précharge axiale)
    (pardon, j'avais oublié ce point dans ma réponse précédente...)

  6. #5
    beinou

    Re : Efforts roulements réels

    Il suffit de rajouter la précharge aux Fa ?

    Donc, par exemple, le roulement A va transmettre sa charge induite + la précharge et le roulement B la charge induite de A + l'effort axial ext + la précharge ?

    Je croyais que c'était plus compliqué que ça...
    Que l'effort axial ext allait créer des déformations axiales et qu'à partir de courbes (déformations axiales en fonction de l'effort ext) on pouvait déterminer les efforts dans les roulements ?

    Sans titre.jpg

    Mon but est de calculer les efforts dans les rlts puis la durée de vie de ces rlts (L= (C/P)^(10/3)). avec P, la charge équivalente (P = X*Fr + Y*Fa)
    sauf que selon la direction de l'effort axial un roulement aura un Fa nul, car la méthode vaut pour des roulements non préchargés. Comment faire avec des roulements préchargés ?

    J'avoue que cette histoire de précharge m'embrouille un peu...

  7. #6
    Tifoc

    Re : Efforts roulements réels

    Citation Envoyé par beinou Voir le message
    le roulement A va transmettre sa charge induite + la précharge et le roulement B la charge induite de A + l'effort axial ext + la précharge ?
    Je ne comprends pas bien ce que vous voulez dire là...
    Vous avez une résultante axiale sur l'arbre due aux engrenages (sur l'arbre AB, il y a des chances qu'elle soit en +x). Le rlt A encaisse cette charge + 5000 N et B encaisse 5000 N.
    La pré-charge est là pour qu'il n'y ait pas de jeu dans un des roulements.
    Surtout que sur une telle transmission, variable, les efforts changent beaucoup ! Et pour la durée de vie, il va falloir tenir compte du fait qu'on ne roule que très peu en 1ere...
    C'est surtout là que ça va se compliquer ! (et je ne sais plus faire... )

  8. #7
    beinou

    Re : Efforts roulements réels

    Sans précharge :

    Pour les roulements à rouleaux coniques, le calcul de la charge axiale Fa présente une différence du fait de la géométrie particulière des bagues. Pour chaque roulement, l'action de la charge radiale Fr entraîne par « effet de cône », la création d'une charge axiale induite (Fai) s'ajoutant ou se retranchant à celle déjà exercée par l'arbre (FaE).

    Roulem62.jpg

    Dans la méthode de calcul normalisé ISO, Fai = 0,5.Fr/Y (on considère que la moitié des éléments roulants sont chargés) Cette méthode permet de calculer les charges axiales totales FaA et FaB résultant de FaE et des charges axiales induites Fai, puis de déduire les charges équivalentes PA et PB.

    Du coup avec précharge, le raisonnement est différent ?
    L'effort sur l'arbre est repris par un roulement et l'autre roulement du fait de la précharge ne transmet plus d'effort axiaux induits ?

    Aussi je trouve bizarre que l'effort dans le rlt B soit tjs de 5000 N. L'effort axial sur l'arbre ne va-t-il pas "diminuer" cette précharge ? C'est pour ça que je parlais des courbes de déformations/efforts.
    Images attachées Images attachées

  9. #8
    Tifoc

    Re : Efforts roulements réels

    Si, mais la charge due à la denture n'est pas constante. 5000 N est donc la charge maxi sur le B.
    Mais d'où vous vient cette valeur de 5000 N ?

    Et je viens de regarder dans mes catalogues, il n'y a aucune méthode particulière de calcul propre à une situation de pré-charge (de toute façon, les roulements coniques sont tjs pré-chargés).
    Dernière modification par Tifoc ; 02/04/2018 à 18h01.

  10. #9
    Tifoc

    Re : Efforts roulements réels

    Bonjour,
    Je viens de vérifier vos valeurs, ça ne colle pas...
    En considérant une denture droite pour le conique on arrive à un effort axial de 5700 N. Il faut que je retrouve les formules pour un spiro-conique, mais l'ordre de grandeur doit être le même. Et du coup ça justifierait les 5000 N de pré-charge (au passage, le sens de l'effort résultant serait l'inverse de ce que j'avais supposé au doigt mouillé...).

  11. #10
    Tesho

    Re : Efforts roulements réels

    Bonjour,
    Je sais qu'on peut ajouter en parallèle des roues libres des roulements adaptés qui supportent les efforts composés (axiaux et radiaux) mais je voudrais savoir s'il existe des roues libres qui supportent à elles seules des efforts dans le sens axial ?

    Merci d'avance

  12. #11
    Tesho

    Re : Efforts roulements réels

    Je viens de m'inscrire sur le forum, j'ai pas trouvé comment mettre mon message sur une nouvelle rubrique. Du coup je l'ai mis à la suite de ce sujet =D

  13. #12
    Zozo_MP

    Re : Efforts roulements réels

    Bonjour

    Pour ouvrir une nouvelle rubrique Il faut cliquer sur technologie puis dans la case verte "Nouvelle discussion"

    Merci de mettre un titre explicite et de bien définir votre besoin.
    Pas seulement une question à laquelle vous espérez un OUI ou un NON.

    Selon le contexte ce qui pourrait être un OUI si la question est mal posée ou incomplète deviendra un NON catégorique si tout les éléments sont donnés correctement.

    Vous êtes sur un forum technologie et non pas bricolodudulle.

    Cordialement
    Faim dans le monde. Ne laissez de contributeur "sur leur faim", informez nous

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