Le plus petit engrenage (pignon) est-il toujours monté sur l'arbre d'entrée lorsqu'il est engrené avec un plus grand engrenage monté sur l'arbre de sortie? Y a-t-il des endroits où le plus gros engrenage entraîne le plus petit?
mechanical-engineering
gears
Debanshu Thakur
la source
la source
Réponses:
Deux engrenages maillés sont utilisés pour transférer l'entraînement en rotation entre deux arbres.
Les vitesses de rotation relatives sont inversement proportionnelles au nombre de dents sur chaque engrenage. C'est -
Donc, si l'on souhaite que l'arbre de sortie tourne plus lentement que l'arbre d'entrée, alors l'engrenage de sortie est plus grand. Mais, si l'on souhaite que l'arbre de sortie tourne plus vite que l'arbre d'entrée, alors l'engrenage de sortie est plus petit.
La raison de la relation ci-dessus devient évidente "par inspection".
Avec l'agencement illustré ci-dessous, pour chaque rotation complète (360 degrés) du petit engrenage, le grand engrenage ne tourne qu'une partie d'un tour. Le grand engrenage a un taux de régime inférieur à celui du petit engrenage.
SI le petit engrenage était l'engrenage DRIVING ou INPUT, le grand engrenage DRIVEN ou OUTPUT tournerait plus lentement.
Mais
SI le grand engrenage était le DRIVING ou INPUT, alors le petit DRIVEN ou le OUTPUT tournerait plus rapidement
L'arrangement utilisé dépend de l'augmentation ou de la diminution des RPM.
Le couple ou "force de torsion" est inversement proportionnel à la vitesse.
C'est-à-dire que l'arbre tournant plus lentement aura proportionnellement plus de couple.
Diagramme de Wikipédia - Rapport d'engrenage
Regardez les exemples ci-dessous et vous verrez comment la taille de l'engrenage est liée à la vitesse relative de l'arbre:
Plusieurs exemples animés
Exemple animé de 3 engrenages maillés
Exemple de vitesse animée 2 à 1
Exemple 1: 1 et 1: 2 tiré d'une question de biologie d'échange de pile essentiellement indépendante
la source
Il existe de nombreux exemples d'engrenages à vitesse d'entrée faible à vitesse de sortie élevée:
En effet, toute sorte d'horloge à ressort ou à poids fonctionne de cette façon. Le ressort ou le poids est utilisé pour appliquer le couple à l'engrenage le plus lent du mécanisme, et l'échappement (par exemple, le balancier ou le pendule) à l'autre extrémité du système d'engrenages régule la vitesse.
Dans certains cas, il est plus efficace d'utiliser un entraînement par courroie pour ce type de changement de vitesse. Par exemple, une "roue tournante" à l'ancienne pour faire du fil.
la source
Toute horloge ou montre mécanique dépend de la puissance motrice appliquée au grand engrenage (la "roue") qui entraîne le plus petit (le "pignon"). Ainsi, le poids d'une horloge à boîtier long est suspendu par un cordon, une corde ou une chaîne à la "grande roue" (effectuant généralement une rotation toutes les 12 heures) et le taux de rotation est adapté à la roue d'échappement (qui a souvent l'aiguille des secondes). monté dessus).
Notez que la forme de la dent est généralement différente lors du passage à la vitesse supérieure: le frottement est extrêmement important dans une horloge, la transmission de forces élevées l'est généralement moins (et est généralement prise en compte en rendant la grande roue plus épaisse que les autres). Ainsi, les dents sont généralement de forme cycloïdale, où la partie profonde de la fente d'une dent est approximativement rectangulaire, ce qui signifie que la base d'une dent de pignon est coupée. Il s'agit d'une forme de dent fondamentalement plus faible, d'autant plus que les pignons peuvent avoir aussi peu que 6 dents, mais fonctionnent librement avec peu de friction et un angle de pression nul (voir ci-dessous).
Par exemple
(à partir de cette page )
Un cas extrême est le pignon de la lanterne
(à partir de cette page ) où la dent du pignon est complètement dégagée!
Vous ne lubrifiez jamais les dents d'une horloge ou d'une roue de montre: cela n'ajoute que de la viscosité (c'est-à-dire du frottement), gaspille de la puissance et ne fait rien pour éliminer l'usure. Cela est dû au fait que les surfaces de contact des dents roulent les unes sur les autres, aucun mouvement de glissement n'est impliqué. (Les pivots, à moins qu'ils ne tournent dans des courses à billes, ont besoin d'être lubrifiés. John Harrison a utilisé des courses à billes pour un prototype de chronomètre de marine).
En revanche, alors que la réduction de la vitesse implique également que les surfaces de contact roulent les unes sur les autres, le but est généralement d'amplifier la force, et pour ce faire avec le moins de matériau, une forme de dent plus forte est requise. Il s'agit normalement d'une forme de dent développante , où chaque dent est plus large à la base, comme un coin.
Cela signifie que les dents se pressent l'une vers l'autre et se tournent, selon un angle connu sous le nom d'angle de pression (généralement 20 degrés dans les engrenages modernes, anciennement 14,5 degrés). Ainsi, les essieux sont écartés, augmentant le frottement sur les pivots et nécessitant une boîte de vitesses plus solide. (L'animation sur la page Wikipédia exagère l'angle de pression). Traditionnellement, les pignons à développantes ne sont coupés que sur 12 dents, avec le PA à 20 degrés pour plus de friction mais des dents plus fortes avec des racines plus larges.
Donc: oui, l'engrenage peut être utilisé pour augmenter la vitesse de rotation, mais il nécessite généralement une forme de dent différente, sinon il perd beaucoup de puissance au frottement.
la source