Transmission par Pignons et Chaînes
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Introduction
Les transmissions par pignons et chaînes permettent une transmission de puissance positive (sans glissement) avec :
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Précision
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Rendement élevé
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Grands entraxes
1. Caractéristiques Techniques
1.1 Composants
Chaîne
Types :
- Chaîne à rouleaux (standard)
- Chaîne à mailles jointives
- Chaîne silencieuse
Pignon
Caractéristiques :
- Nombre de dents (Z)
- Diamètre primitif (Dp)
- Profil ISO ou ANSI
1.2 Paramètres clés
| Paramètre | Formule | Unité |
|---|---|---|
| Pas (p) | Distance entre axes de maillons | mm |
| Diamètre primitif | Dp = p/sin(π/Z) | mm |
| Rapport | r = Z1/Z2 | Sans unité |
2. Dimensionnement
2.1 Longueur de chaîne
Pour une transmission à deux pignons (Z1 et Z2) et entraxe (a) :
L = 2a + (Z1+Z2)/2 + (Z2-Z1)²/(4π²a/p)
Exemple :
Z1=21, Z2=63, a=500mm, p=12,7mm :
L ≈ 1000 + 42 + 441/154,9 ≈ 1045 maillons → 104 maillons (pair)
2.2 Vitesse et puissance
Vitesse linéaire :
v = π·Dp·N/60 (m/s)
Puissance transmissible :
P = F·v/1000 (kW)
3. Montage et Maintenance
3.1 Procédure de montage
- Vérifier l’alignement des pignons (tolérance ±0,1 mm)
- Positionner la chaîne sans tension excessive
- Vérifier la flèche (1-2% de l’entraxe)
- Lubrifier selon préconisations
3.2 Contrôles périodiques
| Élément | Contrôle | Fréquence |
|---|---|---|
| Usure chaîne | Allongement > 3% | 500h |
| Lubrification | Niveau et qualité | 100h |
| Tension | Flèche mesurée | 50h |
4. Applications Industrielles
4.1 Cas d’étude : Broyeur industriel
Données :
- Moteur : 15 kW à 1450 tr/min
- Réducteur intégré : rapport 1/15
- Entraxe imposé : 800 mm
- Vitesse broyeur : 60 tr/min
Solution :
- Vitesse après réducteur : 1450/15 ≈ 96,7 tr/min
- Rapport complémentaire : 60/96,7 ≈ 0,62 → Z1=19, Z2=31
- Choix chaîne : série ANSI 80 (pas p=25,4mm)
4.2 Comparaison technique
| Critère | Chaîne | Courroie | Engrenages |
|---|---|---|---|
| Rendement | 95-98% | 90-95% | 98-99% |
| Entraxe max | 8 m | 15 m | 0,5 m |
| Maintenance | Lubrification | Tension | Réglage précis |
Conclusion
Les transmissions par chaîne sont optimales pour :
- Les applications nécessitant synchronisme
- Les environnements sévères (température, poussière)
- Les grandes distances entre axes
Évolutions récentes :
- Chaînes auto-lubrifiées
- Revêtements anti-usure
- Capteurs d’usure intégrés
Ressources Complémentaires
- Normes ISO 606 (Chaînes à rouleaux)
- Catalogue Renold/Tsubaki (Dimensions standards)
- ABAQUE : Diagramme puissance/vitesse par type de chaîne
