Conception des machines - Transmissions par courroies (0000000142991)

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 B. DONNAY, Ir
TRANSMISSIONS PAR COURROIES
1. GÉNÉRALITÉS.
Les courroies sont des liens flexibles (au même titre que les
câbles, les tôles minces, ...) utilisés pour transmettre des petites et
moyennes puissances ( 200 kW environ), à des vitesses
relativement faibles, entre arbres parallèles ou non, généralement
séparés par des entraxes relativement grands (les roues de friction
ou les roues dentées ne sont alors pas utilisables).
Ce lien flexible s’enroule à la périphérie de poulies respectivement
menante (ou motrice) et menée (ou réceptrice), calées sur chaque
arbre. Il transmet un effort tangentiel.
Ce transfert de puissance ne peut se faire que moyennant une
adhérence de la courroie au contact des poulies.
Une résistance suffisante au glissement d’ensemble n’apparaîtra
qu’à la condition d’imposer une contrainte initiale de traction
(« tension de pose ») dans les deux brins de la courroie.
Cette tension initiale à développer artificiellement dépend
essentiellement de la puissance à transmettre et doit croître avec
elle.
Les courroies utilisées en pratique présentent une section droite
soit rectangulaire mince (courroies plates), soit trapézoïdale (type
normal ou étroit), dont les dimensions sont normalisées.

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Les avantages des transmissions par courroies sont :
 multiplication ou réduction du mouvement selon le diamètre des poulies,
 fonctionnement silencieux,
 construction simple et sans lubrification,
 prix de revient modéré, entretien limité (réglage tension),
 longue durée de vie (25 000 h environ),
 amortissement partiel des à-coups et des vibrations grâce à
l’élasticité de la courroie et le frottement interne de la matière,
 normalisation des dimensions des poulies et des courroies,
 possibilité de transmettre de la puissance à une machine
éloignée (grand entraxe) ou d’axe non parallèle,
éventuellement grâce à des galets de renvoi,
 conservation du sens de rotation,

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 possibilité d’inverser le sens de rotation,
- en croisant les courroies
Cette solution ne convient que pour des courroies plates car il faut utiliser la courroie
sur ses deux faces. Au croisement, les deux brins de courroie frottent, cette solution ne
convient que pour des vitesses faibles et un entraxe suffisant.
- en utilisant un inverseur
 possibilité de créer une variation de vitesse par poulies
étagées ou coniques.
Les inconvénients des transmissions par courroies sont :
 encombrement important et risques d’accidents,
 charges radiales généralement élevées sur les arbres et les
paliers,
 rapport de transmission non rigoureux à cause du glissement
élastique de la courroie sur la jante des poulies (sauf si
courroies synchrones (ou dentées),
 sensibilité à l’humidité, à la température, à la poussière, à
l’électrisation.

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En ce qui concerne le rendement d’une transmission par courroie,
on considère une valeur proche de 98 % pour les courroies plates
et proche de 96 % pour les courroies trapézoïdales.
Les pertes de puissance dans ce type de transmission proviennent
des phénomènes suivants :
 glissement élastique ou glissement d’ensemble de la courroie
sur les poulies,
 frottement interne de la matière constitutive de la courroie,
lors de l’alternance de l’incurvation, de l’extension et de la
relaxation (hystérésis élastique),
 résistance de l’air au mouvement de la courroie, des poulies et
des galets,
 pertes par décollement de la courroie par suite du « coin
d’air » au-delà d’une vitesse linéaire.
Les pertes supplémentaires qui apparaissent dans le cas des
courroies trapézoïdales résultent d’une transmission non
conservative des efforts tangentiels aux jantes : une part de l’effort
transmis est utilisée à l’extraction des courroies hors de leur gorge
à la sortie des poulies, l’effet de coin ayant tendance à les
maintenir bloquées au-delà du point de tangence théorique.

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