Les Accouplements 3e731j

LES ACCOUPLEMENTS

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OBJECTIF •

Présenter et décrire les principales familles d’accouplement afin de choisir le plus adéquat.

SOMMAIRE I.

FONCTION GLOBALE .......................................................................................................................................................... 1

II.

CLASSIFICATION.................................................................................................................................................................. 2

III.

LES ACCOUPLEMENTS RIGIDES ................................................................................................................................. 2

1. 2.

FONCTION GLOBALE ............................................................................................................................................................... 2 PRINCIPAUX TYPES.................................................................................................................................................................. 2

IV.

LES ACCOUPLEMENTS FLEXIBLES : ......................................................................................................................... 3

1. 2. V.

FONCTION GLOBALE :.............................................................................................................................................................. 3 PRINCIPAUX TYPES.................................................................................................................................................................. 3 TS DE CARDANS ET ASSIMILES.............................................................................................................................. 5

1. 2.

CONSTITUTION ........................................................................................................................................................................ 5 REALISATION D’UNE TRANSMISSION HOMOCINETIQUE :.......................................................................................................... 5

VI.

LES LIMITEURS DE COUPLE ........................................................................................................................................ 6

1.

LE LIMITEUR DE COUPLE (OU MANCHON DE SECURITE)........................................................................................................... 6

VII.

LES SYMBOLES NORMALISEES................................................................................................................................... 6

I. Fonction globale Les accouplements sont utilisés pour transmettre la vitesse et le couple, ou la puissance, entre deux arbres de transmission en prolongement l’un de l’autre. Ce sont des accouplements de type permanents (à la différence des embrayages par exemple). Ils sont lies par la formule : P=C.ω avec : •

P : puissance transmise en Watt ;

•

C : couple en N.m ;

•

Ω : vitesse de rotation en rad/s.

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1

Ces arbres peuvent comporter des défauts d’alignements.

Par ailleurs, les ts d'accouplement remplissent des fonctions secondaires, telles que : •

l'augmentation de la durée de vie (réduction des vibrations) ;

•

l'amortissement des couples transmis lors des accélérations ou des freinages ;

•

l'encaissement de certains déplacements axiaux pendant le fonctionnement ;

•

l'augmentation de la sécurité en fixant un seuil de déformation acceptable.

II. Classification Il existe plusieurs classifications des accouplements : •

Les accouplements rigides → la liaison est rigide ;

•

Les accouplements flexibles → la liaison n’est rigide qu’en rotation ;

•

Les accouplements élastiques → la liaison est élastique.

On peut aussi distinguer les ts homocinétiques, c'est à dire qui ne modifient pas la loi de vitesse, de ceux qui ne le sont pas.

III. Les accouplements rigides 1.

Fonction globale

Permettre la transmission de puissance en rotation, d’une manière permanente, entre deux arbres parfaitement alignés (et le restant lors du fonctionnement), sans modification de la fréquence de rotation de l’ensemble. 2.

Principaux types

a. Accouplement à douilles Les extrémités des deux arbres sont ajustées dans l’alésage d’une douille en fonte ou en acier. La liaison arbre-douille est complétée par un goupillage pour les faibles puissances ou par un clavetage forcé. •

Exemples :

manchon e t clave tte s

manchon e t g oup ille s

Avantages •

Simplicité et faible prix ;

•

Grande résistance ;

•

Très tolérant en ce qui concerne le positionnement axial relatif des deux arbres et de la douille.

Inconvénients •

Le centrage relatif des deux arbres n’est assuré que s’ils ont rigoureusement le même diamètre ;

•

Le désaccouplement et le décalage radial de l’un des arbres ne sont possibles que si l’autre peut recevoir la totalité de la douille.

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b. Accouplements à Plateaux Les deux plateaux sont encastrés (serrage ou encastrement démontable) sur leur bout d’arbre respectif. Un clavetage peut augmenter le couple transmissible. Les deux plateaux sont mis en position l’un par rapport à l’autre par un appui plan associé à un centrage court. La transmission du couple et le maintien en position respectif des plateaux étant réalisés par des boulons ajustés. Avantages

Inconvénients

•

Encombrement axial réduit ;

•

Le démontage est très difficile ;

•

Grande robustesse

•

Le désaccouplement ou le démontage de l’un des arbres nécessite un déplacement axial.

p late au e t g oup ille s IV. Les accouplements flexibles : 1.

Fonction globale :

Permettre la transmission de puissance en rotation de manière permanente, entre deux arbres sensiblement alignés, sans modification de la fréquence de rotation de l’ensemble et en conservant la rigidité de torsion. 2.

Principaux types

a. Accouplements non flexible en torsion Composés de pièces rigides, ils peuvent corriger un ou plusieurs défauts d’alignement particulier mais transmettent le couple intégralement sans amortissement des irrégularités et des chocs de transmesion. Les couples transmis peuvent être très élevés. •

Exemples : t d’Oldham. Les origines des deux arbres forment le diamètre d'un cercle. L'arbre d'entrée a une rainure horizontale et l'arbre de sortie une rainure verticale. La pièce intermédiaire se place de telle sorte qu'elle ait son origine (intersection des deux directions) à l'horizontale ant par l'origine de l'arbre d'entrée, et à la verticale ant par l'origine de l'arbre de sortie. Ces deux rainures étant perpendiculaires elles forment un triangle rectangle inscrit dans le cercle défini par les origines des deux arbres. Ceci reste vrai quelle que soit la position de l'origine de la pièce intermédiaire sur le cercle.

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•

Exemple : accouplement à dentures. Les deux plateaux sont des roues dentées à denture bombée liées complètement aux arbres à accoupler. Ces deux plateaux engrènent avec la denture interne d’un manchon (monobloc ou en deux parties démontables) réalisé en acier ou en polyamide. La combinaison acier/polyamide permet d’obtenir un fonctionnement sans entretien et sans graissage. Par contre les accouplements à dentures et manchons en acier ont besoin de graissage.

b. Accouplements élastiques en torsion D'une manière générale, ces composants sont constitués de deux éléments rigides reliés par un ou plusieurs éléments intermédiaires élastiques (élastomère ou métal), qui permettent la compensation des défauts et l'absorption des chocs. Ces types d’accouplements ne sont pas destinés à corriger les défauts d’alignement des arbres, mais seulement à compenser leurs déplacements axiaux, et à amortir les chocs dans la transmission : leur utilisation pour relier des arbres non alignés a pour effet l’usure rapide des tampons élastiques et l’apparition des forces supplémentaires sur les arbres et leurs paliers. •

Éléments intermédiaires en métal

•

Éléments intermédiaires en élastomère

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V. ts de cardans et assimilés Tous les accouplements vus précédemment ne ent que des défauts angulaires inférieurs à 3°. Dans des cas d’angles plus importants il faut utiliser des ts de cardans. Ils sont utilisés, par exemple, dans les véhicules pour accoupler deux arbres tournants dont les positions angulaires de l'un par rapport à l'autre peuvent varier. L'axe du volant et le boîtier de direction par exemple. 1.

Constitution

•

Une mâchoire (2) liée à l’arbre du moteur (1) ;

•

Une mâchoire (4) liée à l’arbre récepteur (5) ;

•

Les axes du croisillon (3) ainsi que ceux des arbres moteur et récepteur doivent coïncider au même point.

a. Inconvénient de la transmission : Les vitesses angulaires instantanées ( ω 1et ω 5 ) ne sont pas les mêmes pour les deux arbres, donc la transmission n’est pas homocinétique. 2.

Réalisation d’une transmission homocinétique :

La réalisation d’une transmission homocinétique (ω e= ω s) est assurée par deux ts de cardan.

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VI. Les limiteurs de couple •

Problème : Pour les différents accouplements évoqués précédemment, une question se pose : en cours de fonctionnement, que se e t-il si l’arbre récepteur se trouve accidentellement bloqué ?

•

La réponse : l’un des organes de liaison sera endommagé.

Pour remédier à ce problème, on est amené à remplacer l’accouplement par un dispositif nommé limiteur de couple. 1.

Le limiteur de couple (ou manchon de sécurité)

C’est un dispositif de sécurité qui évite toute surcharge ou blocage d’une machine. Lorsque la surcharge a cessé, il y a à nouveau entraînement sans qu’il soit nécessaire d’intervenir sur le limiteur de couple. Les surfaces de friction sont soumises à la pression d’un ressort et le couple de glissement est prédéterminé par le réglage de la force du ressort. a. Exemple : La liaison entre (1) et l’ensemble {(2) et (7)} est obtenue par adhérence. Les éléments qui créent la force pressante nécessaire à l’adhérence sont les rondelles bellevilles (4). On peut faire varier la valeur limite du couple à transmettre en serrant ou en desserrant les écrous (5).

VII. Les symboles normalisées

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