Force d'un engrenage
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Force d'un engrenage



  1. #1
    55gwen55

    Force d'un engrenage


    ------

    Bonjour, je vous joint une vidéo qui m'intrigue fortement. Je voudrais savoir quelle force faudrait-il appliquée sur l'arbre le plus lent afin de faire tourner l'arbre le plus rapide. Est-il possible de m'aider à ce sujet. Merci.

    https://youtu.be/YdNixg87Q40?si=ponZxm6pHE0g27XM

    -----

  2. #2
    Tifoc

    Re : Force d'un engrenage

    Bonjour,
    Citation Envoyé par 55gwen55 Voir le message
    Je voudrais savoir quelle force faudrait-il appliquée sur l'arbre le plus lent afin de faire tourner l'arbre le plus rapide.
    Ce n'est pas une force mais un couple, et en général on fait le contraire (du plus rapide au plus lent), mais peu importe : les rapports de couple sont en raison inverse des rapports de vitesses.
    Donc, en reprenant les notations de la fin de la vidéo : Cps/Cp=(Zc+Zp)/Zp

  3. #3
    JeanYves56

    Re : Force d'un engrenage

    bsr ,

    Ces mecanismes reducteurs ne sont pas tres connus et pourtant tres employés depuis de nombreuses années , dans de nombreux domaines ,
    du reducteur de vitesse de moteur de volet roulant ( 3 en serie ) , aux boites de vitesses automatiques de vehicules , aux arbres de roues de tracteurs agricoles etc ....

    Les avantages sont nombreux , compacité du mecanisme , puissance volumique , entrée et sortie dans le même axe , le rendement est plutot elevé

    leur inconvenient , la realisation est plutot couteuse car elle exige de la precision
    Dernière modification par JeanYves56 ; 13/05/2024 à 20h47.
    Cordialement

  4. #4
    XK150

    Re : Force d'un engrenage

    En clair , le montage utilise 3 trains épicycloïdaux en série : très forte réduction sous faible volume et oui , cher si usinage bien réalisé ...
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    f6bes

    Re : Force d'un engrenage

    Citation Envoyé par 55gwen55 Voir le message
    Bonjour, je vous joint une vidéo qui m'intrigue fortement. Je voudrais savoir quelle force faudrait-il appliquée sur l'arbre le plus lent afin de faire tourner l'arbre le plus rapide. Est-il possible de m'aider à ce sujet. Merci.

    https://youtu.be/YdNixg87Q40?si=ponZxm6pHE0g27XM
    Faut surtout SAVOIR quel sera l'effort "à vaincre".
    Un engrenage en lui meme n'a pas de force, il faut surtout que sa contitution (matiére) soit capable de "tenir" les efforts demandés.
    Entre l'acier trempé et la matiére plastique....il y a tout un monde.
    A+

  7. #6
    Positron1

    Re : Force d'un engrenage

    Salut,
    En deux mots si la sortie rapide doit avoir 1 Kg de couple , que la réduction soit de 100 l'entrée sera de 100 Kg (+ X/100 pour ce qui partira en chaleur)
    Le savoir des uns peut faire le bonheur des autres

  8. #7
    Tifoc

    Re : Force d'un engrenage

    En deux mots justes, ce serait mieux.
    Des kg sont une unité de masse.
    Un couple s'exprime en N.m (ou daN.m pour se rapporcher d'une ancienne unité faisant intervenir le kgf, mais qui n'a plus cours...).
    Quand on parle de réduction, en France, cela sous entend "de vitesse", de l'entrée vers la sortie. Et donc une "réduction de 100" signifie que le couple en sortie est 100 fois plus grand qu'en entrée.
    Et si on met les choses dans un ordre d'analyse logique, comme le suggère très opportunément f6bes, autrement dit si on considère le couple "à vaincre", et bien le couple d'entrée sera 100 fois plus petit.

  9. #8
    sh42

    Re : Force d'un engrenage

    Bonjour,

    Je voudrais savoir quelle force faudrait-il appliquée sur l'arbre le plus lent afin de faire tourner l'arbre le plus rapide. Est-il possible de m'aider à ce sujet.
    Là, il y a multiplication de vitesses. Si dans l'exemple le rapport de 100 est bon, il y a une grosse différence avec une réduction de vitesses, ce sont les inerties des pièces tournantes.

  10. #9
    Positron1

    Re : Force d'un engrenage

    Re,
    Des kg sont une unité de masse.
    Un couple s'exprime en N.m (
    Pardon !! où avais je la tète ? !!
    Le savoir des uns peut faire le bonheur des autres

  11. #10
    XK150

    Re : Force d'un engrenage

    Citation Envoyé par sh42 Voir le message
    Bonjour,



    Là, il y a multiplication de vitesses. Si dans l'exemple le rapport de 100 est bon, il y a une grosse différence avec une réduction de vitesses, ce sont les inerties des pièces tournantes.
    Oui , je pense que c'est une mauvaise interprétation du primo-posteur ; c'est un réducteur : ce truc ne fonctionnera jamais en surmultiplicateur .
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  12. #11
    JeanYves56

    Re : Force d'un engrenage

    bjr ,

    un tel mecanisme épicycloidal peut etre utilisé en réducteur ou en multiplicateur ,
    suivant les elements choisis : entraineur / entrainé ( couronne , satellite , etoile )
    Dernière modification par JeanYves56 ; 14/05/2024 à 12h57.
    Cordialement

  13. #12
    polo974

    Re : Force d'un engrenage

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    Oui , je pense que c'est une mauvaise interprétation du primo-posteur ; c'est un réducteur : ce truc ne fonctionnera jamais en surmultiplicateur .
    En 2 étages multiplieurs, sur des éoliennes, entrée à un peu plus de 46 tr/mn, en sortie, un peu plus de 1500 tr/mn (Vergnet GEV MP).
    Jusqu'ici tout va bien...

  14. #13
    XK150

    Re : Force d'un engrenage

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    En 2 étages multiplieurs, sur des éoliennes, entrée à un peu plus de 46 tr/mn, en sortie, un peu plus de 1500 tr/mn (Vergnet GEV MP).
    Ok , rapport 30 , c'est encore raisonnable ...

    Que beaucoup ne comprennent pas que les réducteurs à grand rapport ne peuvent pas être utilisés en surmultiplicateur ne m'étonne pas : je me suis déjà battu , seul contre tous sur ce forum ,
    et je ne recommencerai plus ... Les engrenages , c'est réversible , n'est ce pas , c'est écrit partout ?

    sh42 , merci de ton intervention !
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  15. #14
    55gwen55

    Re : Force d'un engrenage

    Pourquoi ce système ne pourrais pas être utilisé en tant que multiplicateur ?

  16. #15
    sh42

    Re : Force d'un engrenage

    Re-bjr,

    Si ce système peut être utilisé comme multiplicateur, mais dans une certaine limite.

    C'est comme un vélo. Il est plus facile de démarrer sur le petit plateau et le grand pignon que sur le grand plateau et le petit pignon. Sur un vélo, on est loin du rapport de 100.

  17. #16
    JeanYves56

    Re : Force d'un engrenage

    re

    bien sur que c'est reversible ! , pour ceux qui ont des doutes , il existe de nombreux sites qui expliquent cela .
    c'est un systeme qui permet plusieurs options , ensuite il y en a qui sont plus frequentes que d'autres .

    pour avoir de grands rapports , avec 1 seul mecanisme , il faut utiliser le systeme à roue et vis

    mais il y a tant de solutions dans ce domaine qu'il est difficile de resumer en quelques lignes
    Dernière modification par JeanYves56 ; 14/05/2024 à 16h38.
    Cordialement

  18. #17
    55gwen55

    Re : Force d'un engrenage

    Comment doit-on faire pour calculer le rendement d'un engrenage roue vis ?

  19. #18
    sh42

    Re : Force d'un engrenage

    Bonsoir,

    Pour le système roue-vis, il faut compter le nombre de dents de la roue et pour la vis, c'est le nombre de filets qui correspond au nombre de dents.
    Vis à 1 filet = 1 dent, 2 filet = 2 dents.
    Après entre le coefficient de frottement roue/vis et l'angle du filet, le système peut être réducteur ou multiplicateur .

  20. #19
    XK150

    Re : Force d'un engrenage

    Citation Envoyé par 55gwen55 Voir le message
    Pourquoi ce système ne pourrais pas être utilisé en tant que multiplicateur ?
    Inertie des roues à mettre en mouvement rapide et multiplication des frottements .

    Si vous essayez de mettre en route le réducteur par sa sortie , si vous essayez de faire 1/4 de tour , il faudrait que l'entrée tourne de 1/4 * 100 = 25 tours .
    Rien que l'inertie - même à vide - vous empêchera de mettre le système en mouvement .

    Un peu de lecture , ce n'est pas moi qui l'écrit , mais un fabricant de réducteurs ( Maxon ) :


    Les appareils équipés de réducteurs planétaires standard à 1 ou 2 étages sont généralement considérés comme réversibles. Il est cependant possible que le désalignement mécanique entre le moteur et les réducteurs à 1 étage conduise à un comportement grinçant dans le sens de la marche et à une réduction de la réversibilité dans le sens inverse.

    Les réducteurs planétaires maxon portant la mention "UP - Ultra Performance" sont généralement réversibles en raison de leur rendement élevé (y compris les versions à 3 ou 4 étages).

    Les réducteurs planétaires à 3 étages peuvent être ou ne pas être réversibles ou irréversibles.

    Les réducteurs planétaires à 4 ou 5 étages sont généralement considérés comme "fonctionnellement irréversibles" dans le cadre du niveau de couple autorisé, à moins qu'ils ne soient dotés d'une conception spéciale permettant un retour en arrière.
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  21. #20
    SULREN

    Re : Force d'un engrenage

    Bonjour,

    Bien que les engrenages fassent partie de mes centres d'intérêt ( @JeanYves 56 ne dira pas le contraire ) je ne suis pas intervenu dans cette discussion...... parce que je constate souvent que cela n'en vaut pas la peine.

    A la question:
    Pourquoi ce système ne pourrait pas être utilisé en tant que multiplicateur ?
    @XT150 a apporté de bonnes réponses en expliquant que si l'usage de ce train en multiplicateur est plutôt restreint c'est qu'il y a de bonnes raisons.

    Je voudrais juste renforcer ce qu'il a dit.
    La transmission par engrenages ne se fait pas sans perte, de frottements, etc. Cela entraîne une notion de rendement de transmission.

    L'engrenage utilisé en mécanique est de denture en développante de cercle. Cette denture est connue pour avoir un moins bon rendement de transmission lorsqu'on fonctionne en train multiplicateur, que la denture dite "ogivale" (celle utilisée en horlogerie).
    Mais la développante de cercle présente de nombreux avantages, que je ne vais pas détailler ici, sur la denture ogivale.

    Donc:
    Comme l'Horlogerie fonctionne majoritairement en trains multiplicateurs elle se complait dans la denture ogivale.
    Comme la Mécanique Générale fonctionne très majoritairement en trains réducteurs, elle se complait dans la denture en développante de cercle.
    Mais elle éprouve des réticences à faire du train multiplicateur, c'est tout.
    Dernière modification par SULREN ; 14/05/2024 à 20h13.

  22. #21
    JeanYves56

    Re : Force d'un engrenage

    Bsr ,

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Train_...cyclo%C3%AFdal

    tout est là ou presque !...
    Dernière modification par JeanYves56 ; 14/05/2024 à 20h22.
    Cordialement

  23. #22
    Murayama

    Re : Force d'un engrenage

    Bonjour!

    Personne n'en a parlé, alors je l'ajoute.
    Il y a aussi l'engrenage harmonique (je ne connais pas la traduction exacte en français).
    Avantages:
    - Possibilité d'avoir des rapports impressionnants, dans une mécanique très compacte
    (beaucoup plus compacte que le train épicycloïdal) en un seul engrenage (1 couronne
    harmonique + 1 couronne ordinaire, désolé, je ne connais pas les termes). Rapports
    pouvant aller jusqu'à 500 (j'ai vu des exemples mais 500 est vraiment extrême). Par
    contre, la réduction la plus petite doit être dans les 1/50 ou quelque chose dans le genre.
    - Aucun jeu. Dans un empilage de trains épicycloïdaux, les jeux s'additionnent à chaque
    étage. Dans celui-ci, le jeu est strictement nul.
    - Justesse de position imbattable dans les 2 directions.
    - Rendement assez bon, de l'ordre de 90%.

    Très employé en robotique, peut-être principalement parce qu'il n'a pas de jeu et qu'il
    suffit d'ajouter le bon encodeur pour une précision d'enfer.

    Un couple s'exprime en N.m
    Et surtout se méfier des notices d'application où il est fréquent de trouver des N/m au lieu de N.m.

    Sur un vélo, on est loin du rapport de 100.
    Tout dépend de ce que vous appelez loin. Le rendement pignon / chaîne dépasse 98%
    et on entend parfois 99 (là, ça doit être dans des conditions labo)

    MAIS:
    - dans la pratique sur un vélo, seuls quelques rapports ont des combinaisons
    pignon / plateau alignées.
    - On dépasse 98% uniquement sur un vélo bien entretenu, convenablement huilé,
    genre vélo de compétition qui passe à l'entretien chaque soir, et sur les quelques
    rapports qui vont bien.
    - Une chaîne propre aide aussi à un bon rendement.
    - Une chaîne / des pignons neufs ont une influence énorme, au point de sentir
    la différence quand on vient de changer la chaîne et les pignons. Aucune idée
    du rendement d'un pignon usé, mais en tout cas une impression que ça chute beaucoup.

    Mais sur un vélo ordinaire, convenablement graissé et sans passer tous les weekends
    à faire l'entretien, on dépasse tout de même les 95% sans trop forcer.

    J'ai résolu sur mon vélo le problème de l'alignement: boîte 11 rapports dans
    le moyeu. La chaîne est toujours alignée, les rapports n'ont aucun recouvement, environ
    400% entre le plus grand et le plus petit. Les pignons sont toujours correctement huilés.
    C'est donc un peu moins bon qu'un vélo de compétition entretenu tous les soirs,
    mais en moyenne, c'est toujours bon avec un entretien minimal. Il faut changer la chaîne
    et le pignon arrière périodiquement, tous les 2 ans dans mon cas, mais je roule beaucoup.
    Le plateau a beaucoup moins d'importance.

    Pascal

  24. #23
    sh42

    Re : Force d'un engrenage

    Bonjour,

    Ma citation complète :
    Si ce système peut être utilisé comme multiplicateur, mais dans une certaine limite.
    C'est comme un vélo. Il est plus facile de démarrer sur le petit plateau et le grand pignon que sur le grand plateau et le petit pignon. Sur un vélo, on est loin du rapport de 100.
    Je n'étais pas dans les rendements mais dans les rapports de multiplication ou de démultiplication.

  25. #24
    f6exb

    Re : Force d'un engrenage

    Citation Envoyé par Murayama Voir le message
    Bonjour!

    Personne n'en a parlé, alors je l'ajoute.
    Il y a aussi l'engrenage harmonique (je ne connais pas la traduction exacte en français).
    Avantages:
    - Possibilité d'avoir des rapports impressionnants, dans une mécanique très compacte
    (beaucoup plus compacte que le train épicycloïdal) en un seul engrenage (1 couronne
    harmonique + 1 couronne ordinaire, désolé, je ne connais pas les termes). Rapports
    pouvant aller jusqu'à 500 (j'ai vu des exemples mais 500 est vraiment extrême). Par
    contre, la réduction la plus petite doit être dans les 1/50 ou quelque chose dans le genre.
    - Aucun jeu. Dans un empilage de trains épicycloïdaux, les jeux s'additionnent à chaque
    étage. Dans celui-ci, le jeu est strictement nul.
    - Justesse de position imbattable dans les 2 directions.
    - Rendement assez bon, de l'ordre de 90%.

    Très employé en robotique, peut-être principalement parce qu'il n'a pas de jeu et qu'il
    suffit d'ajouter le bon encodeur pour une précision d'enfer.
    ...
    Pascal
    Bonjour,
    Je crois que c'est toi qui en avait déjà parlé ici.
    Voir aussi à engrenage à onde de déformation ou engrenage à onde de contrainte.
    Seuls les faucons volent. Les vrais restent au sol.

  26. #25
    Murayama

    Re : Force d'un engrenage

    Bonjour!

    Je crois que c'est toi qui en avait déjà parlé ici
    C'est possible, ça fait une treizaine d'années que je travaille avec des gens qui en construisent.

    Pascal

  27. #26
    f6exb

    Re : Force d'un engrenage

    Tiens ? Non, c'est quelqu'un d'autre :
    https://forums.futura-sciences.com/p...formation.html
    Seuls les faucons volent. Les vrais restent au sol.

  28. #27
    Murayama

    Re : Force d'un engrenage

    Bonjour!

    Tiens ? Non, c'est quelqu'un d'autre :
    Ça me rassusre, je craignais être fissuré du bulbe...

    Pascal

  29. #28
    Murayama

    Re : Force d'un engrenage

    Re!

    J'en profite pour publier un lien qui explique tout, comme je l'ai fait sur l'autre sujet, d'ailleurs.
    Si c'est trop, n'hésitez pas à l'enlever.

    https://www.youtube.com/watch?v=479Xay-Ulrs

    Pascal

  30. #29
    JeanYves56

    Re : Force d'un engrenage

    bsr ,

    vous partez dans une option rarissime , exceptionnelle ...utilisée pour l'espace par ex ,
    c à d ou le cout n'est pas la premier soucis
    Cordialement

  31. #30
    polo974

    Re : Force d'un engrenage

    sur la vidéo, à 10 et 11 et 14 à 17 secondes on voit LE truc important: la bague centrale du roulement à un chemin de roulement elliptique (grand diamètre vertical).
    le zero backlash, c'est "juste" par une conicité de l'engrenage, ça pourrait être appliqué à n'importe quel train d'engrenage ( mais ce n'est pas gratuit sauf engrenage plastique moulé ).

    En version low cost, on pourrait bien imaginer un ensemble globalement moulé en plastique avec éventuellement juste un roulement acier avec bagues très fines pour disposer de la souplesse. D'ailleurs on trouve des variations sur le thème en diy sur imprimante 3d (ex parmi d'autres).
    Jusqu'ici tout va bien...

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