Dans ce billet, vous apprendrez ce qu’est une transmission par courroie et comment elle fonctionne ? Les différents types de transmissions par courroie, Qu’est-ce qu’un glissement et un fluage de la courroie et les avantages &inconvénients des transmissions par courroie.
Les transmissions par courroie
Le mouvement de rotation est le moyen idéal et le plus simple de transmission de la puissance mécanique avec des pertes négligeables. Le mouvement de rotation peut être transmis d’un élément mécanique à l’autre à l’aide de certains systèmes connus sous le nom de systèmes de transmission ou d’entraînement.
Ces systèmes sont entraînés par un moteur principal ou transmettent le mouvement de rotation aux différentes parties d’une machine à l’intérieur d’elle-même. Habituellement, des arbres sont employés pour transmettre le mouvement de rotation.
- Celui qui entraîne est appelé système moteur et
- L’autre qui est entraîné est appelé système entraîné.
Moteurs à courroie
Les moteurs à courroie sont un type de moteurs à friction utilisés pour transmettre des puissances d’un arbre à un autre au moyen de poulies qui tournent à la même vitesse ou à la vitesse différente.
Un moteur à courroie est représenté sur la figure. Elle est constituée de deux poulies sur lesquelles passe une courroie sans fin. La puissance mécanique ou le mouvement rotatif est transmis de la poulie menante à la poulie menée en raison de l’adhérence par friction qui existe entre la courroie et la surface de la poulie.
La partie de la courroie qui a moins de tension est appelée côté mou et celle qui a une tension plus élevée est appelée côté tendu. La puissance de traction effective de la courroie qui provoque la rotation de la poulie entraînée est la différence de tension du côté mou et du côté tendu.
Les tensions du côté tendu et du côté mou de la courroie dépendent de l’angle de contact, les transmissions par courroie doivent être disposées de telle sorte que le côté mou vienne au-dessus et le côté tendu en dessous des poulies.
Cette disposition augmente l’angle de contact de la courroie du côté entraîné. Parfois, dans une transmission par courroie, il est toujours possible qu’un glissement se produise entre la courroie et les poulies, ce qui fait que la poulie entraînée tourne à une vitesse moindre, réduisant ainsi la transmission de puissance. Par conséquent, on dit que les transmissions par courroie ne sont pas un type positif de système de transmission de puissance
Types de courroies
Il existe quatre types de courroies couramment utilisés sont:
- Courroie plate
- Courroie V
- Circulaire
Courroie plate : Cette courroie a une section transversale rectangulaire. Ces courroies sont capables de transmettre la puissance sur de longues distances entre les centres des poulies. Le rendement de cette transmission est d’environ 98% et produit peu de bruit.
Courroies en V : les courroies en V sont également utilisées avec des poulies rainurées, les courroies en V ont une section trapézoïdale. Ces courroies permettent un grand rapport de vitesse et peuvent transmettre une puissance plus élevée. Les entraînements multiples sont possibles.
Circulaire : Ce type de courroie a une section transversale circulaire et est utilisé avec les poulies rainurées.
Types de courroies d’entraînement
Voici les 5 principaux types de courroies d’entraînement :
- Courroie d’entraînement ouverte.
- Courroie d’entraînement croisée.
- Poulie à cône étagé ou cône de vitesse.
- Poulies rapides et lâches.
- Entraînement par poulie jockey.
Entraînement par courroie ouverte
- Dans ces types d’entraînement par courroie, la courroie est employée lorsque les deux arbres parallèles doivent tourner dans le même sens.
- Lorsque les arbres sont éloignés, le côté inférieur de la courroie doit être le côté tendu et le côté supérieur doit être le côté détendu.
- C’est parce que, lorsque le côté supérieur devient le côté détendu, il va s’affaisser en raison de son propre poids et ainsi augmenter l’arc de contact.
Entraînement par courroie croisée
- Ce type d’entraînement par courroie, la courroie est employée lorsque deux arbres parallèles doivent tourner en sens inverse. A la jonction où les courroies se croisent, elle frotte contre elle-même et s’use.
- Pour éviter une usure excessive, les arbres doivent être placés à une distance maximale l’un de l’autre et fonctionner à des vitesses très faibles.
3.Poulie à cône étagé ou entraînement par cône de vitesse
Une poulie à cône étagé également connue sous le nom de cône de vitesse est montrée dans la fig.
- Ces types d’entraînement à courroie sont utilisés lorsque la vitesse de l’arbre entraîné doit être modifiée très fréquemment comme dans le cas des machines-outils telles que le tour, la perceuse, etc.
- Une poulie à cône étagé est une pièce moulée intégrale comportant trois ou plusieurs poulies de tailles différentes adjacentes les unes aux autres comme le montre la fig.
- Un jeu de poulie à cône étagé est monté en marche arrière sur l’arbre entraîné. Une courroie sans fin sera enroulée autour d’une paire de poulies.
- En déplaçant la courroie d’une paire de poulies à l’autre, on peut faire varier la vitesse de l’arbre entraîné.
- Le diamètre des poulies motrices et réceptrices est tel que la même courroie fonctionnera lorsqu’elle sera déplacée sur différentes paires de poulies.
Entraînement par poulie rapide et libre
Un entraînement par poulie rapide et libre est montré à la fig.
- Ces types de transmissions par courroie sont utilisés lorsque l’arbre entraîné ou l’arbre de la machine doit être démarré ou arrêté quand on le souhaite sans interférer avec l’arbre moteur.
- Une poulie qui est clavetée sur l’arbre de la machine est appelée poulie rapide et tourne à la même vitesse que celle de l’arbre de la machine.
- Une poulie libre tourne librement sur l’arbre de la machine et est incapable de transmettre une quelconque puissance.
- Lorsqu’il est nécessaire d’arrêter l’arbre entraîné, la courroie est poussée sur la poulie libre au moyen d’une barre coulissante munie de fourches à courroie.
Entraînement par poulie jockey
- Dans un dispositif d’entraînement par courroie ouverte, si l’entraxe est faible, ou si les poulies menées sont très petites, alors l’arc de contact de la courroie avec la poulie menée sera très petit, ce qui réduit les tensions de la courroie, ou si la tension requise de la courroie ne peut être obtenue par d’autres moyens, une poulie folle, appelée poulie jockey est placée sur le côté mou de la courroie comme le montre la fig.
- Ce qui augmente l’arc de contact et donc la tension ce qui entraîne une augmentation de la transmission de puissance.
Glissement et fluage dans la transmission par courroie
Glissement dans les courroies
Considérons une transmission par courroie ouverte tournant dans le sens des aiguilles d’une montre, cette rotation de la courroie sur les poulies est supposée être due à une adhérence ferme par friction entre la courroie et les poulies.
Lorsque cette adhérence par friction devient insuffisante, il y a une possibilité de mouvement d’avancement de l’entraîneur sans poulie avec elle, ceci est connu comme le glissement dans une courroie.
Par conséquent, le glissement peut être défini comme le mouvement relatif entre la poulie et la courroie dans celle-ci. Cela réduit le rapport de vitesse et généralement exprimé en % et il est dénoté par S.
Glissement dans les courroies
Considérons comme une transmission à courroie ouverte tournant dans le sens horaire. La partie de la courroie quittant le entraîné et entrant dans l’entraîneur est appelée côté tendu et une partie de la courroie quittant l’entraîneur et entrant dans le est appelée côté mou.
Pendant la rotation, il y a une expansion d’une courroie sur un côté tendu et une contraction de la courroie sur le côté mou.
En raison de cette expansion et de cette contraction inégales de la courroie sur les poulies, il y aura un mouvement relatif (déplacement) de la courroie sur les poulies ce phénomène est connu sous le nom de Creep dans une courroie.
Avantages et inconvénients des courroies plates
Voici les avantages et les inconvénients de l’entraînement par courroies.
Avantages
- Flexibilité, simplicité de construction, fonctionnement régulier.
- Efficace à haute vitesse et protège contre les surcharges.
- Le coût de fonctionnement et d’entretien est faible.
- La durée de vie relativement longue et facile à travailler.
Inconvénients
- La perte de puissance sue le glissement et le fluage à son tour entraîne un faible rendement.
- Non préférée pour les courts entraxes.
- En raison de l’infinité de la courroie, les joints réduisent la durée de vie de la courroie.
- Non un entraînement positif.
Matériaux utilisés pour les courroies
Les matériaux utilisés pour les courroies doivent être solides, flexibles et durables. Il doit avoir un coefficient de friction élevé. Les différents matériaux utilisés sont :
- Cuir
- Tissu
- Caoutchouc
- Balata
Cuir : Le cuir peut être tanné au chêne ou au sel minéral ex : tannage au chrome. Lorsque l’épaisseur de la ceinture requise est supérieure à, deux ou plusieurs bandes sont cimentées ensemble. Les ceintures en cuir nécessitent un nettoyage périodique.
Tissu : Les courroies en tissu sont faites en pliant la toile ou les canards en coton est une couche (selon l’épaisseur requise) et en les cousant ensemble.
Rubber : Les courroies sont faites de tissu avec une couche de caoutchouc. Elles sont utilisées dans les scieries, les papeteries, etc.
Balata : Les courroies sont faites de ces matériaux sont similaires aux courroies en caoutchouc attendre que balata gym est utilisé au lieu de caoutchouc. Les courroies de ces matériaux sont imperméables aux acides et à l’eau mais ne peuvent pas être utilisées là où la température est supérieure à 45°.
Courroies en V
Les courroies en V ou de type « V » sont largement utilisées dans la transmission de grande puissance. Les courroies trapézoïdales ont une section trapézoïdale comme le montre la figure. Elles sont moulées sous forme de boucles sans fin en caoutchouc renforcé par un matériau fibreux. Elles se déplacent dans les gorges en V réalisées dans les poulies.
L’action de coincement des courroies dans les gorges en V leur permet de transmettre des couples plus élevés. La puissance transmise par une transmission à courroie trapézoïdale et être augmentée en fonctionnant avec plusieurs courroies placées côte à côte.
Cette forme de transmission est largement utilisée dans toutes les classes de machines transmettant une puissance de 0,5 kW à 150kW.
Avantages et inconvénients de la transmission à courroie trapézoïdale par rapport à une transmission à courroie plate
Voici les avantages et les inconvénients de la transmission à courroie trapézoïdale par rapport à la transmission à courroie plate.
- La transmission par courroie trapézoïdale donne une compacité due à la faible distance entre les centres des poulies.
- La transmission est positive car le glissement entre la courroie et la gorge de la poulie est négligeable.
- Puisque les courroies trapézoïdales sont faites sans fin et qu’il n’y a pas de problème, donc la transmission est douce.
- Elle fournit une plus longue durée de vie, 3 à 5 ans.
- Le fonctionnement de la courroie et de la poulie est silencieux.
- Elle peut être facilement installée et retirée.
- La courroie a la capacité d’amortir le choc lors du démarrage des machines.
- Le rapport de vitesse élevé (maximum 10) peut être obtenu.
- La courroie trapézoïdale peut être utilisée dans les deux sens avec le côté tendu. de la courroie en haut ou en bas.
- Par conséquent, la puissance transmise par les courroies trapézoïdales est plus importante que celle des courroies plates.
- L’axe central peut être horizontal, vertical ou incliné.
Sélection de la courroie de transmission
Les facteurs suivants sont pris en compte dans la sélection des courroies de transmission.
- Vitesse des poulies motrices et réceptrices
- Rapport de réduction de vitesse
- Puissance à transmettre
- Entraxe de l’arbre
- Disposition de l’arbre
- Exigences de l’entraînement positif
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