fonctionnement d`un système de transmission

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Introduction aux transmissions
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I - FONCTIONNEMENT D’UN SYSTÈME DE TRANSMISSION :
MÉCANISME DE
TRANSMISSION
ENTRÉE
 Vitesse
Ve
SORTIE
 Vitesse
Vs
Norme de Ve
Direction
Sens

Si le rendement est égal à 1
 = 1, alors
Pe = Ps

Si le rendement est inférieur à 1
 < 1, alors
Ps =  Pe
 Effort Ce ou Fe
Norme de Vs
Direction
Sens
 Effort Cs ou Fs
PUISSANCE D’ENTRÉE
PUISSANCE DE SORTIE
Pe
Ps
Pe la puissance
d’entrée est la
puissance
fournie par le
moteur
Ps la puissance
de sortie est la
puissance
fournie par le
mécanisme ou
la puissance
disponible pour
un récepteur.
Modifier la vitesse au moyen d’un mécanisme de transmission de puissance, revient à modifier aussi la relation
les efforts d’entrée.
Si  = 1
Par exemple : si e < s alors Ce > Cs
Fe
ou
Ce
+
Ve
ou
e
Mécanisme
de
transmission
Fs
ou
Cs
+
Vs
ou
s
II - RENDEMENT :
Une boîte de vitesse, un réducteur ou un multiplicateur de vitesse, tous systèmes servant à transmettre une
puissance à l’intérieur d’un système mécanique, consomme une certaine quantité d’énergie dans les frottements
internes au système. Cette consommation engendre une diminution de la puissance disponible en sortie. Soit P E la
puissance à l’entrée E du système mécanique considéré et PS la puissance disponible à la sortie de S, alors :
PS = PE - Pf
si Pf représente la puissance consommée par les frottements.
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Ps
Pe
Système
mécanique
Ps<Pe
Pe
Pf
De cette manière, on peut faire apparaître la notion de rendement :
PS =  PE
 est le rendement mécanique
La puissance perdue par les frottements Pf provient :
 du glissement relatif (dent/dent) des engrenages en prise par exemple.
 du glissement relatif de l’arbre dans l’alésage ou du roulement de l’arbre sur les billes des roulements.
 du glissement de la courroie sur la poulie etc. ...
Rendement global d’une installation :
Pe
S1
1
Si
i
Sn
n
Ps = g Pe
Soit une installation résultant d’une association en série de n systèmes de rendement i , alors le rendement global
de l’installation est égal au produit des rendements i .
g =  i
Exemple :
Soit le système S avec la description ci-dessous :
Chaîne de transmission d’une voiture
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Roue
Pp = Ps
(Cs, s)
Moteur
Pm = Pe
(Cm, m)
Pr
(Cr, r)
Boite de
vitesse
Différentiel
Système
On peut définir, un rendement pour chacun des sous-ensemble :
Rendement du pont :
p = Pp / Pr = ( Cp  p ) / ( Cr  r )
Rendement de la boite :
r = Pr / Pm = ( Cr  r ) / ( Cm  m )
Rendement du système :
s = Ps / Pe = Pp / Pm
= ( Cp  p ) / ( Cm  m )
= [(Cp  p ) / ( Cm  m )]  [(Cr  r ) / ( Cm  m )]
= r  p
III - RAPPORT DE TRANSMISSION : Rapport de réduction
Le rapport de transmission est la caractéristique principale comme le rendement des systèmes de transmission de
puissance.
Un rapport de transmission est par définition le rapport entre la vitesse de sortie du système et la vitesse d’entrée
du système.
Donc si on a un système de transmission de mouvement de rotation :
S
r=
e
Où S est la vitesse en sortie du système et e est la vitesse en entrée du système.
Le rapport de transmission r dépendra des caractéristiques géométriques des éléments composants le système de
réduction étudié. (nbre de dents de l’engrenage, diamètre des poulies, ….)
Pour un système technique de rendement  = 1, la diminution de vitesse implique forcément l’augmentation du
couple.
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Système de
transmission de
puissance
Ps = Cs x S
Pe = Ce x e
=1
Comme  = 1 , on a Ps = Pe donc Cs x S = Ce x e .
S
Ce
r=
=
e
Cs
Avec un rendement de 1, si on diminue la vitesse d’un rapport r, on augmentera le couple du même rapport et
inversement.
Rapport global d’une installation :
Soit une installation résultant d’une association en série de n systèmes de rapports de réduction ri , alors le rapport
de réduction global rg de l’installation est égal au produit des rapports ri.
rg =  ri
e
S1
r1
Si
ri
On peut reprendre l’exemple de la chaîne de transmission d’une voiture
Sn
rn
s
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d1
d2
Fig 1 : Roue de Friction
Fig 2 : Engrenages
Fig 3 : Poulie Courroie
(Poulie courroie d’ascenseur)
Fig 4 : Chaîne à rouleaux
Fig 5 : Poulie – Courroie crantée
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