Engrenages et crémaillères
Un engrenage est une pièce de machine rotative avec une dent taillée ou insérée qui s'engage avec une autre pièce dentée pour transmettre le couple. Une crémaillère (une crémaillère et un pignon) est un actionneur linéaire composé d'une paire d'engrenages qui convertit le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Ces produits sont utilisés dans les machines-outils, les chariots élévateurs, les pelles électriques et autres machines lourdes. WLY, un fournisseur professionnel d'engrenages et de crémaillères en Chine, est en mesure de fournir des solutions d'engrenages pour répondre aux exigences de l'application unique des clients.
Un engrenage est une pièce mécanique dont les dents peuvent s'engrener les unes avec les autres. Il est utilisé dans une large gamme d'applications en transmission mécanique et dans tout le domaine mécanique.
Différents types d'engrenages
Il existe de nombreux types d'engrenages différents, et la méthode de classification la plus courante est basée sur la nature de l'arbre d'engrenage. Ils sont généralement divisés en trois types : axe parallèle, axe sécant et axe décalé. Les engrenages à axes parallèles comprennent les engrenages droits, les engrenages hélicoïdaux, les engrenages internes, les engrenages à crémaillère et pignon, etc. engrenages, etc
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 Engrenages à axes croisés |
 Engrenages à axes entrelacés |
Engrenage droit
L'engrenage droit est un engrenage cylindrique dont la ligne de dents est parallèle à l'axe. Parce qu'il est facile à traiter, il est largement utilisé dans la transmission de puissance.
Réducteurs à arbres parallèle
Les engrenages hélicoïdaux sont des engrenages cylindriques avec des lignes de dents hélicoïdales. Il est largement utilisé car il a une résistance plus élevée que les engrenages droits et fonctionne en douceur. La poussée axiale est générée lors de la transmission.
Engrenage conique
Les engrenages coniques sont utilisés pour transmettre le mouvement et la puissance entre deux arbres qui se croisent, et dans les machines générales, les engrenages coniques sont à un certain angle entre les deux arbres. Semblables aux engrenages cylindriques, les engrenages coniques ont des engrenages coniques droits, des engrenages coniques en spirale, des engrenages coniques à zéro degré, etc.
Engrenage conique en spirale
Les engrenages coniques en spirale sont un type d'engrenage qui a une forme de dent incurvée se rencontrant à un certain angle. Ces engrenages sont couramment utilisés dans les machines hautes performances telles que les véhicules, l'aviation et les industries lourdes.
Engrenage à onglet
Les engrenages à onglet sont des engrenages où les axes des deux arbres se croisent et les faces d'appui des dents des engrenages eux-mêmes sont de forme conique. Les engrenages à onglets sont le plus souvent montés sur des arbres espacés de 90 degrés et avec un rapport d'engrenage de 1:1.
Engrenage à vis sans fin et arbre
L'engrenage à vis sans fin est le nom général de la vis sans fin et de la roue à vis sans fin engagée avec elle. Il se caractérise par un fonctionnement silencieux et un grand rapport de transmission pour une seule paire.
Engrenage planétaire (engrenage épicycloïdal)
Un réducteur planétaire est souvent utilisé dans diverses applications, notamment les transmissions automobiles, les moteurs tout-terrain et les systèmes de transport industriels.
Pignon interne
Les engrenages internes ont des dents taillées à l'intérieur des cylindres ou des cônes et sont associés à des engrenages externes. Les engrenages internes sont principalement utilisés pour les entraînements à engrenages planétaires et les accouplements d'arbres à engrenages.
Engrenage à vis
Les engrenages à vis, également parfois appelés engrenages hélicoïdaux croisés, sont des engrenages hélicoïdaux utilisés dans la transmission de mouvement entre des arbres non sécants.
Engrenages coniques dans différents matériaux
Crémaillère à vendre
Crémaillère
Une crémaillère est un engrenage linéaire en forme de crémaillère qui s'engrène avec un engrenage droit ou hélicoïdal. Cela peut être considéré comme un cas particulier lorsque le diamètre du cercle primitif de l'engrenage droit/hélicoïdal devient infini.
Crémaillère de porte coulissante (crémaillère d'ouvre-porte)
Une crémaillère pour portail coulissant est un mécanisme utilisé pour le bon fonctionnement des portails coulissants. Ce système est couramment utilisé dans les applications résidentielles et commerciales pour sa durabilité et sa facilité d'utilisation.
Support de levage de construction (support d'ascenseur de construction)
Une crémaillère de construction est une structure verticale utilisée pour transporter du personnel et des matériaux sur les chantiers de construction. Il se compose d'une plate-forme, d'un mât, d'un moteur et de dispositifs de sécurité, et est souvent utilisé dans les projets de construction de grande hauteur.
Matériaux pour engrenages et crémaillères
- Acier 45 (acier au carbone pour structures mécaniques)
L'acier 45 est un représentant de l'acier à carbone moyen, avec une teneur en carbone de 0.45%. Parce qu'il est très facile à obtenir, les engrenages droits, les engrenages hélicoïdaux, les engrenages à crémaillère, les engrenages coniques, les engrenages à vis sans fin et d'autres types d'engrenages sont principalement fabriqués à partir de ce matériau.
- 42CrMo (acier allié au chrome et au molybdène)
Acier allié à moyenne teneur en carbone contenant 0.40 % de carbone et de chrome et de molybdène dans sa composition. Il a une résistance supérieure à celle de l'acier 45 et peut être durci par trempe ou trempe à haute fréquence, et est utilisé pour fabriquer divers engrenages.
- 20CrMnTi (acier allié au chrome et au molybdène)
Un matériau représentatif des aciers alliés à faible teneur en carbone. En général, il est utilisé après cémentation et trempe. La résistance du matériau après traitement thermique est supérieure à celle de l'acier 45 et du 42Cr Mo. La dureté de surface est d'environ 55 ~ 60HRC.
- Acier inoxydable Su303
Principalement utilisé dans les machines alimentaires et autres machines qui doivent éviter la rouille.
- Alliage de cuivre coulé
C'est le matériau principal pour la fabrication de la turbine. Il existe généralement du bronze phosphoreux coulé, du bronze d'aluminium, etc. La plupart des matériaux d'engrenages à vis sans fin utilisés pour l'engagement sont l'acier 45, le 42Cr Mo, le 20Cr MnTi et d'autres aciers. Différents matériaux sont utilisés pour la vis sans fin et la turbine afin d'éviter le collage de la surface de la dent et l'usure transitoire causée par le glissement lorsque la vis sans fin et la turbine se rongent.
Traitement thermique des engrenages
Le traitement de surface des engrenages est un processus de traitement effectué pour améliorer l'état de surface du matériau. Le but principal est de
- Améliorer la résistance à la corrosion et la prévention de la rouille.
- Améliorer la résistance à l'usure
- Améliorer la rugosité de surface (surface plus lisse)
- La surface est plus polie et belle
- Améliorer la résistance à la fatigue
Les engrenages sont constitués de métaux ferreux, de métaux non ferreux et de plastiques techniques, selon leurs applications respectives. La résistance des engrenages varie en fonction du type de matériau et de la méthode de traitement thermique.
Au cours du processus de fabrication, les traitements thermiques jouent un rôle important dans les performances et la durabilité des engrenages et des crémaillères. En plus d'améliorer les propriétés des composants métallurgiques, les traitements thermiques sont également importants pour le contrôle des coûts et l'ensemble des processus de fabrication. Ces processus peuvent également augmenter la dureté de surface des engrenages et des crémaillères.
La trempe par induction est l'un des processus de traitement thermique les plus courants. Au cours de ce processus, l'acier est chauffé à 30-50 degrés au-dessus du point critique supérieur ACCM. Après le processus, l'acier est refroidi à l'air calme. Ce processus est utilisé pour les aciers au carbone ordinaires, les fontes et certaines nuances d'acier inoxydable.
Le durcissement à la flamme est un autre processus de traitement thermique. Ce processus est utilisé pour les gros engrenages, les aciers au carbone et les fontes. Elle peut être réalisée par essorage, essorage à la flamme, ou par chauffage progressif.
Nombre de dents et forme des engrenages
Le profil de la dent en développante varie avec le nombre de dents de l'engrenage. Plus le nombre de dents de l'engrenage est élevé, plus le profil de la dent a tendance à être droit. Au fur et à mesure que le nombre de dents d'engrenage augmente, la forme de la racine de la dent devient plus épaisse et la résistance des dents d'engrenage augmente.
Comme on peut le voir sur la figure ci-dessus, la racine de la dent d'un engrenage avec un nombre de dents de 10 est partiellement creusée à la racine de la dent et une coupe de racine se produit. Cependant, si un déplacement positif est appliqué à l'engrenage avec le numéro de dent z = 10, la résistance de l'engrenage peut être obtenue dans la même mesure que celle de l'engrenage avec le numéro de dent 200 en augmentant le diamètre du cercle du sommet de la dent et l'épaisseur de la dent .
Le rôle du changement de vitesse
Il peut empêcher la coupe des racines causée par le petit nombre de dents lors de l'usinage.
L'entraxe souhaité peut être obtenu par décalage.
Dans le cas d'une paire d'engrenages avec un grand rapport de dents, un déplacement positif est appliqué à l'engrenage le plus petit, qui est sujet à l'usure, pour épaissir l'épaisseur de la dent. À l'inverse, un décalage négatif du plus grand engrenage entraîne une épaisseur de dent plus fine, de sorte que la durée de vie des deux engrenages est proche.
Comment lubrifier les engrenages ?
Que les engrenages soient bien lubrifiés ou non affectera la durabilité et le bruit des engrenages. Les méthodes de lubrification des engrenages peuvent être globalement divisées en trois catégories.
- – Méthode de lubrification à la graisse.
- – Méthode de lubrification par barbotage (méthode du bain d'huile)
- – Méthode de lubrification forcée (méthode de pulvérisation d'huile en circulation)
La sélection de la méthode de lubrification est principalement basée sur la vitesse circonférentielle (m/s) et la vitesse de rotation (tr/min) de l'engrenage, etc. comme référence. Les trois types de méthodes de lubrification sont classées en fonction de la vitesse circonférentielle et sont généralement la lubrification à la graisse à basse vitesse, la lubrification par barbotage à vitesse moyenne et la lubrification forcée à vitesse élevée. Cependant, il ne s'agit que d'une référence générale et il existe des cas où la lubrification à la graisse est utilisée à des vitesses circonférentielles élevées pour la maintenance et d'autres raisons.
Engrenages VS Pignons
Engrenage
- L'engrenage est en forme de dent à développante, tandis que le pignon est en forme de dent "trois arcs et une ligne droite".
- Les engrenages sont entraînés en engrenant les dents de deux engrenages, tandis que deux pignons sont entraînés par des chaînes.
- L'engrenage peut réaliser la transmission entre des axes parallèles et tous les axes décalés, tandis que le pignon ne peut réaliser que la transmission entre des axes parallèles.
- Le couple transmis par les engrenages est supérieur à celui des pignons.
- La précision de traitement et le coût d'installation des engrenages sont supérieurs à ceux des pignons.
- La transmission à engrenages est compacte, tandis que le pignon peut réaliser une transmission longue distance.
Pignons
- L'entraînement par chaîne convient à la transmission avec un grand entraxe et présente les caractéristiques de légèreté et de faible coût.
- La précision de traitement et la précision d'installation de la chaîne et du pignon ainsi que la précision de l'entraxe de l'entraînement par chaîne sont inférieures à celles des engrenages, et il est plus facile de modifier les paramètres de l'entraînement par chaîne existant (rapport de transmission, entraxe, etc.) pour une installation et un entretien faciles.
- Habituellement, l'entraînement par chaîne a des dents de pignon plus élevées et la chaîne participe simultanément au maillage et à l'arc de rainure des dents de pignon, la concentration de contrainte d'engrenage est faible, par conséquent, l'entraînement par chaîne a une grande capacité de charge et l'usure de la surface de la dent d'engrenage est relativement léger.
- Parce que la chaîne a une bonne élasticité et que chaque partie charnière de la chaîne peut stocker de l'huile de lubrification, elle a une meilleure capacité tampon et une meilleure capacité d'absorption des vibrations par rapport aux dents d'engrenage de contact rigides.
- Lorsque la capacité de transmission est limitée par l'espace, la distance centrale est petite, le rapport de transmission instantané est constant ou le rapport de transmission est trop grand, la vitesse est très élevée et l'exigence de bruit est faible, les performances de la transmission par chaîne ne sont pas aussi bon que celui de la transmission à engrenages.