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LA BOITE DE VITESSE MANUELLE
M. Assane NDIAYE Formateur en MVM
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FONCTION DE LA BOITE DE VITESSES
Les deux modules précédents ont fait apparaître l’importance de l’effort à vaincre pour assurer
le départ du véhicule et accroître sa vitesse. La boîte de vitesses doit donner la possibilité au
véhicule de rouler à des allures différentes. Le moteur devant garder sa fréquence de rotation.
Identifier les éléments de la boîte de vitesses ci-dessous :
La boîte de vitesse a pour fonction de :
1- Permettre de choisir différents rapports de démultiplication afin de multiplier le couple
moteur
2- Obtenir la marche arrière
3- Séparer le moteur de la transmission (point mort)
LES ENGRENAGES
1.1 Principe
Comment en partant de la puissance du moteur
dans ses limites, peut-on obtenir un effort plus
grand aux roues motrices ? On utilise des
engrenages qui démultiplient le mouvement et
multiplient l’effort moteur.
Arbre primaire
Butée d’embrayage
Fourchette
Arbre secondaire
Cannelures
Pignon d’attaque
Différentiel
Couronne
Pignon menant
Pignon mené
entrée
sortie

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1.2 Transformation du couple
Soit :
- un pignon menant (P1) de 30 dents et un
diamètre de 0,10 m
- un pignon mené (P2) de120 dents et un
diamètre de 0,40 m
- Une force F est appliquée sur le pignon
(M).
Calculons le couple d’entrée du mouvement :
C = F x L = F x 0,1/2 = 0,05 F
Calculons le couple de sortie du mouvement :
C = F x L = F x 0,4/2 = 0,2 F
Le couple de sortie est multiplié par quatre, soit le rapport entre les deux pignons P1 et P2. Le
rapport entre les deux couples est 4. Soit 120/30 où 0,40/0,10
1.3 Transformation de la vitesse
Les vitesses circonférentielles (Vc) de P1 et P2
sont identiques. D’où Vc1=Vc2
Vc1=Vc2   x D1 x N1 =  x D2 x N2
D1 x N1=D2 x N2
1
N2
N
2
D1
D
Soit le diamètre primitif = module x Z
Donc :
2
Z1
Z
2
D1
D
1
N2
N
La vitesse de sortie est donc démultipliée par quatre, soit le rapport entre les deux pignons P1
et P2. Le rapport entre les deux vitesses est 0,25. Soit 30/120 où 0,10/0,40
1
Z2
Z
1
D2
D
Rc 
Longueur =  : 2
Couple
Force
Couple
Couple
Couple
P1 menant
Couple
P2 mené
Couple
< 0,1 >
< 0,4 >
Rapport du
couple
Nbre de
dents

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1.4 Rapport de couple
Le rapport de couple d’un train d’engrenage est :
menants pignons des dents de nombres desproduit menés pignons des dents de nombres desproduit
1
Z2
Z
1
D2
D
e
Cs
C
1.5 Rapport de démultiplication
Le rapport de démultiplication d’un train d’engrenage est :
menés pignons des dents de nombres desproduit menants pignons des dents de nombres desproduit
n
1
2
Z1
Z
2
D1
D
e
ws
wx
« n » est le nombre de contacts extérieurs
1.6 Sens de rotation
1.6.1 Deux pignons
Le sens de rotation est inversé entre le premier
et le dernier. Donc si le nombre est pair, le sens
est inversé.
La raison est négative (-1)1=-1
1.6.2 Trois pignons
Le sens de rotation est le même entre le
premier et le dernier. Donc si le nombre est
impair, le sens est le même.
La raison est positive (-1)2=1
1 contact
extérieur
2 contacts
extérieurs

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LA BOITE DE VITESSE ELEMENTAIRE
1.7 Conception
En utilisant plusieurs séries de pignons démultiplicateurs, on peut obtenir plusieurs valeurs de
démultiplications. Ces valeurs déterminent le nombre de rapports ou de vitesses dont peut
disposer le véhicule. Les calculs seront limités à 3 rapports avant et une marche arrière.
LA BOITE DE VITESSE
La boîte de vitesse élémentaire a mis en évidence le principe de la démultiplication. Elle
présente les défauts suivants :
- Les arbres sont de grande longueur et de gros diamètre, donc encombrant
- Chocs importants sur les dentures des pignons lors des changements de rapports
Les boîtes de vitesses utilisées sur les véhicules reprennent le principe de démultiplication de
la boîte de vitesse élémentaire. Cependant, leur conception est très différente.

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1.8 Constitution
Fourchette d’embrayage
Volant moteur
Mécanisme
d´embrayag
e
Arbre primaire
Butée d’embrayage
Pignon d’attaque
Couronne
Arbre secondaire