Engrenage conique en spirale — Wikipédia

Partie mécanique

UN engrenage conique en spirale est un engrenage conique à dents hélicoïdales. La principale application de ceci est dans un différentiel de véhicule, où la direction d'entraînement depuis l'arbre de transmission doit être tournée de 90 degrés pour entraîner les roues. La conception hélicoïdale produit moins de vibrations et de bruit que les engrenages classiques à coupe droite ou à coupe droite avec des dents droites.

Un jeu d'engrenages coniques en spirale doit toujours être remplacé par paires, c'est-à-dire que les engrenages gauche et droit doivent être remplacés ensemble puisque les engrenages sont fabriqués et rodés par paires.

UN main droite L'engrenage conique en spirale est un engrenage dans lequel la moitié extérieure d'une dent est inclinée dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du plan axial passant par le milieu de la dent, vu par un observateur regardant la face de l'engrenage.

UN main gauche L'engrenage conique en spirale est un engrenage dans lequel la moitié extérieure d'une dent est inclinée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre à partir du plan axial passant par le milieu de la dent, vu par un observateur regardant la face de l'engrenage.

A noter qu'un engrenage conique hélicoïdal et un pignon sont toujours de main opposée, y compris dans le cas où l'engrenage est interne.

Notez également que les désignations main droite et main gauche s'appliquent de la même manière à d'autres types d'engrenages coniques, d'engrenages hypoïdes et d'engrenages à dents obliques.^[1]

UN hypoïde est un type d'engrenage conique en spirale dont l'axe ne coupe pas l'axe de l'engrenage en prise. La forme d'un engrenage hypoïde est un hyperboloïde de révolution (c'est-à-dire que la surface primitive de l'engrenage hypoïde est une surface hyperbolique), alors que la forme d'un engrenage conique en spirale est normalement conique. L'engrenage hypoïde place le pignon hors axe par rapport à la couronne (couronne), ce qui permet au pignon d'avoir un diamètre plus grand et d'avoir plus de surface de contact. Dans la conception d'un engrenage hypoïde, le pignon et l'engrenage sont pratiquement toujours de main opposée, et l'angle de spirale du pignon est généralement plus grand que celui de l'engrenage. Le pignon hypoïde a alors un diamètre plus grand qu'un pignon conique équivalent.

Un engrenage hypoïde intègre un certain glissement et peut être considéré à mi-chemin entre un engrenage à coupe droite et un engrenage à vis sans fin. Des huiles pour engrenages spéciales sont nécessaires pour les engrenages hypoïdes car l'action de glissement nécessite une lubrification efficace sous une pression extrême entre les dents.

Les engrenages hypoïdes sont utilisés dans les produits de transmission de puissance qui sont plus efficaces que les engrenages à vis sans fin conventionnels.^{[citation needed]} Ils sont considérablement plus résistants dans la mesure où toute charge est transmise simultanément par plusieurs dents. En revanche, les engrenages coniques sont chargés sur une dent à la fois. Les multiples contacts de l'engrenage hypoïde, avec une lubrification appropriée, peuvent également être presque silencieux.

L'angle de spirale dans un engrenage conique en spirale est l'angle entre la trace de la dent et un élément du cône primitif, et correspond à l'angle d'hélice dans les dents hélicoïdales. Sauf indication contraire, on entend par angle de spirale l'angle de spirale moyen.

• L'angle de spirale moyen est la désignation spécifique de l'angle de spirale à la distance moyenne du cône dans un engrenage conique.
• L'angle de spirale extérieur est l'angle de spirale d'un engrenage conique à la distance du cône extérieur.
• L'angle de spirale intérieur est l'angle de spirale d'un engrenage conique à la distance du cône intérieur.

Les engrenages hypoïdes sont plus résistants, fonctionnent plus silencieusement et peuvent être utilisés pour des rapports de réduction plus élevés. Cependant, ils ont également une certaine action de glissement le long des dents, ce qui réduit l'efficacité mécanique, les pertes d'énergie étant sous forme de chaleur produite dans les surfaces de l'engrenage et dans le fluide lubrifiant.

Les engrenages hypoïdes sont généralement utilisés dans les transmissions automobiles à propulsion arrière.

Un décalage hypoïde plus élevé permet à l'engrenage de transmettre un couple plus élevé. Cependant, l'augmentation du décalage hypoïde entraîne une réduction de l'efficacité mécanique et, par conséquent, une réduction de l'économie de carburant. Pour des raisons pratiques, il est souvent impossible de remplacer les engrenages hypoïdes à faible rendement par des engrenages coniques en spirale plus efficaces dans l'automobile, car l'engrenage conique en spirale aurait besoin d'un diamètre beaucoup plus grand pour transmettre le même couple. L'augmentation de la taille de l'engrenage de l'essieu moteur nécessiterait une augmentation de la taille du carter d'engrenage et une réduction de la garde au sol, de l'espace intérieur et une augmentation du poids.

L'engrenage hypoïde est également couramment utilisé dans certaines transmissions de wagons équipés de groupes motopropulseurs diesel – où le moteur et la boîte de vitesses sont similaires à ceux utilisés dans les camions et les bus traditionnels (pas d'entraînement de type hybride diesel/électrique). La transmission, pour permettre à l'arbre d'entrée de toujours tourner dans un sens spécifique (dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) tout en permettant aux arbres de sortie de changer leur sens de rotation ; permettant ainsi à un véhicule de rouler dans les deux sens.^{[clarification needed]}

Un autre avantage de l’engrenage hypoïde est que la couronne du différentiel et le pignon d’entrée sont tous deux hypoïdes. Dans la plupart des voitures particulières, cela permet de décaler le pignon vers le bas de la couronne. Cela permet un contact des dents plus long et permet à l'arbre qui entraîne le pignon d'être abaissé, réduisant ainsi l'intrusion de la « bosse » dans le plancher de l'habitacle. Cependant, plus le déplacement de l'axe de l'arbre d'entrée par rapport à l'axe de la couronne est important, plus le rendement mécanique est faible.