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Roues dentées

Dans de nombreuses applications en mécanique, les roues dentées interviennent dans un ensemble d’engrenage pour transmettre entre elles une pression ou une puissance suffisante pour faire tourner un système. Un des systèmes élémentaires pour transmettre un mouvement d’un point à un autre, l’engrenage mécanique est composé de deux ou plusieurs roues dentées qui s’emboîtent parfaitement. Ainsi, les roues dentées, ou encore les poulies dentées (selon le type d’utilisation) doivent être conçues pour minimiser le risque d’usure, les vibrations et le bruit, et pour maximiser l’efficacité de la transmission du mouvement.

Le fonctionnement d’un engrenage

Un engrenage de roue est constitué de roues dentées qui s’engrènent. Les dents s’entrecroisent l’une avec l’autre, et lorsque le premier élément est actionné, ce mouvement est transmis au pignon entraîné. Ce système de pignons en contact permet donc de transmettre une force, une vitesse ou encore une rotation qui peut être augmentée ou réduite selon la taille et la disposition de chacun des éléments. Chaque élément peut être fait de différentes matières : on trouve la roue dentée PVC, la roue dentée plastique ou encore en aluminium.

Les différents types de roues dentées

Il existe plusieurs types de roues dentées : la roue dentée normalisée (à denture droite normale, ou à denture hélicoïdale) et la roue non circulaire. La dentée droite normale est plate, et ses dents se projettent radialement suivant le plan de la roue. Ce type de pignons ne peut être monté que sur des essieux parallèles. En revanche, les roues hélicoïdales permettent un maillage plus graduel, donc plus lisse entre les pignons. Cela élimine le bruit caractéristique des engrenages droits normaux. Cependant, les roues dentées hélicoïdales sont handicapées par une poussée résultante de l’axe de l’engrenage, issues du frottement entre les dents égrènement. Pour surmonter ce problème, les fabricants ont opté pour les engrenages hélicoïdaux doubles (engrenages à chevrons) dont les dents sont en forme de « V ». En effet, chaque pignon d’un engrenage hélicoïdal double peut être considéré comme deux roues dentées hélicoïdales standards, mais inversées. Cela annule la poussée de l’axe puisque chaque moitié du pignon denté applique une pression dans la direction opposée. Enfin, les roues dentées non circulaires servent à modifier des rapports d’engrenage, à provoquer des oscillations ou encore des effets non linéaires, contrairement aux roues normalisées. Elles sont très utilisées dans certaines applications mécaniques, dont les machines de textile, les transmissions, potentiomètres et plateaux à variation.

Zoom sur les poulies dentées

Les poulie dentées fonctionnent de la même manière que les roues dentées, sauf qu’elles ne sont pas en contact, mais reliées par des bandes élastiques, des ressorts ou des courroies. Le principal avantage avec ce type d’engrenage denté, c’est que les poulies sont moins coûteuses, plus simples à concevoir, et peuvent être utilisées à distance l’une de l’autre. Toutefois, les poulies dentées fonctionnent par frottement, ce qui peut entraîner des effets de glissement au niveau de la courroie. Néanmoins, ce problème peut être résolu lorsque la courroie est remplacée par une chaîne, comme dans le cas d’un vélo.