Transmission avec Modification de Vitesse
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Introduction
Les systèmes de transmission avec modification de vitesse permettent d’adapter la caractéristique moteur aux besoins de la charge. Trois cas principaux :
1. Rapports de Transmission
1.1 Définitions
Le rapport de transmission r est défini par :
Exemple : Un moteur (1500 tr/min) entraîne une poulie de 60mm reliée à une poulie de 180mm :
r = 60/180 = 1/3 → Nsortie = 1500 × 1/3 = 500 tr/min
1.2 Conséquences énergétiques
Pour un rendement η idéal (100%) :
Application :
Un réducteur 1:10 avec un couple d’entrée de 5 Nm donne :
Csortie = 5 × 10 = 50 Nm (à vitesse divisée par 10)
2. Solutions Techniques
Engrenages
Avantages :
- Rendement élevé (∼98%)
- Précision
- Compact
Inconvénients : Bruyant, coût élevé
Rapport typique : 1:1 à 1:10 par étage
Poulies-Courroie
Avantages :
- Silencieux
- Absorbe les chocs
- Coût modéré
Inconvénients : Glissement possible
Rapport typique : 1:1 à 1:7
2.3 Systèmes à variation continue
| Type | Principe | Rapport |
|---|---|---|
| Variateur à courroie | Poulies à diamètre variable | 1:0,5 à 1:3 |
| Train épicycloïdal | Engrenages satellites | 1:3 à 1:12 |
3. Dimensionnement
3.1 Puissance transmise
Critère essentiel pour le choix des composants :
Avec P en W, C en Nm, N en tr/min
3.2 Rendement global
Pour une chaîne de transmission :
Exemple :
Un système avec réducteur (η=0,95) + courroie (η=0,90) :
ηtotal = 0,95 × 0,90 = 0,855 → 85,5%
4. Applications Industrielles
4.1 Cas d’étude : Convoyeur
Données :
- Moteur : 1400 tr/min, 3 kW
- Vitesse bande souhaitée : 0,5 m/s
- Diamètre tambour : 200 mm
Calcul du rapport nécessaire :
ωsortie = v/R = 0,5/0,1 = 5 rad/s → Nsortie = 5×60/(2π) ≈ 47,7 tr/min
r = 47,7/1400 ≈ 1/29,3
Conclusion
Le choix d’un système de transmission dépend de :
- La plage de vitesses requise
- La puissance à transmettre
- L’environnement (poussière, température…)
- La nécessité de variation continue
Les tendances actuelles :
- Transmissions électromécaniques intégrées
- Matériaux composites (moins de lubrification)
- Commande électronique des rapports
Ressources Complémentaires
- Norme NF E 23-011 (Engrenages)
- Catalogue SKF/RS Components (Exemples techniques)
- Logiciel : GearTrax pour le dimensionnement
