Trains épicycloïdaux à denture droite ou obliqueTrains épicycloïdaux à denture droite ou obliqueCe calcul est destiné au dimensionnement et au contrôle de la résistance d'une engrenage planétaire avec des dents droites et obliques. Le programme résout les tâches suivantes:
Les calculs utilisent les procédures, les algorithmes et les données des normes ANSI, OIN, DIN, BS et la littérature spécialisée.
Liste de normes: ISO 6336, ISO 1328, DIN 867, DIN 3960, DIN 3990, ISO 6336-5 und weitere.
L’interface d’utilisateur.
A télécharger.
Tarif, Achat.
L'information sur la syntaxe et la commande du calcul peut être trouvée dans le document "commande, structure et syntaxe des calculs".
L'information sur le but, l'utilisation et la commande du paragraphe "information sur le projet" peut être trouvée dans le document "information sur le projet ".
Le texte complet concernant la théorie se trouve dans le document Denture développante - théorie
Les trains épicycloïdaux sont formés d’un système de roues dentées et de porte satellites. Les roues dentées centrales sont coaxiales avec le porte satellites et l’axe central du mécanisme de transmission. Les satellites sont des roues dentées qui tournent sur le porte satellites et qui sont engrenés avec le planétaire intérieur ou entre eux. Les satellites peuvent avoir une, deux ou plusieurs dentures. Les satellites à deux ou plusieurs degrés présentent plusieurs variantes de constructions avec de plus grandes possibilités, ils sont cependant plus compliqués et donc plus chers de fabrication.
Un exemple de train épicycloïdal simple avec un satellite denté à une vitesse est donné ci-dessous. Ce type élémentaire de train épicycloïdal est ensuite totalement étudié dans ce logiciel.
0 – Planétaire intérieur ; 1- Porte satellite ; 2 – Planétaire extérieur ; 3 - Satellite
Si pour un train épicycloïdal simple, les trois éléments (0, 1, 2) sont libres,
il s’agit d’un différentiel (2 degrés de mobilité) qui permet d’associer / de
dissocier deux mouvements en un. Cela est par exemple utilisé pour les
machines-outils (association) ou pour les différentiels automobiles
(dissociation du mouvement).
Si l’un des éléments élémentaires (0 ou 2) est fixé au bâti, il s’agit d’un train épicycloïdal (1 degré de mobilité) : dans le cas d’une transmission depuis le planétaire intérieur, il s’agit d’un réducteur et dans le cas d’une transmission depuis le porte satellite, il s’agit d’un multiplicateur. Si le porte satellite est fixé au bâti, il s’agit d’une transmission habituelle, c'est-à-dire d’un engrenage classique.
Les trains épicycloïdaux peuvent être configurés de différentes façons. La configuration la plus fréquente est de les mettre les uns derrière les autres, cas où le rapport de transmission total (efficacité) est donné par le produit des rapports de transmissions partielles (efficacités). La possibilité de freiner les différents éléments, c’est-à-dire de changer de vitesses, est souvent utilisée pour les trains épicycloïdaux assemblés.
• Gain de place grâce à une disposition coaxiale de l’arbre moteur et de
l’arbre récepteur
• Poids plus faible par rapport à une transmission habituelle
• Grande efficacité même pour de grandes puissances transmises
• Charge radiale faible des roulements des éléments centraux
• Construction compacte
• Construction plus complexe, exigences plus importantes de précision de
fabrication et de montage
• Coûts de fabrication élevés
• Certaines conditions limitantes (« montabilité »)
Étant donnée la liste des avantages indiqués, l’utilisation des trains épicycloïdaux est de plus en plus fréquente dans un grand nombre de domaines (par exemple les boites de vitesse des véhicules à moteur, les machines de construction, les dispositifs de levage, les boites de vitesse de bateaux, les réducteurs de turbine etc.). Le train épicycloïdal est souvent relié à une transmission hydraulique ou à friction.
Les indices suivants sont utilisés dans les formules mentionnées.
Pour :
- planétaire intérieur – 0
- satellite – 1
- planétaire extérieur - 2
Pour permettre le montage et le fonctionnement de l’engrenage de transmission, il n’est pas possible de choisir la géométrie des roues dentées arbitrairement. Pour un bon fonctionnement, il est nécessaire d’observer et de respecter les quelques conditions suivantes :
Les satellites des engrenages de transmission engrènent avec les planétaires intérieurs et éventuellement avec d’autres satellites. Dans le cas de ce calcul, il y a engrenage commun du satellite et du planétaire intérieur (arbre planétaire, planétaire extérieur). Le planétaire intérieur ayant un axe commun avec le planétaire extérieur, la distance axiale entre le satellite et les deux planétaires doit être identique.
Pour des roues généralement corrigées, il est donc vrai que :
aw (0,1) = aw (1,2)
où aw (0,1)=mt • (z0+z1)/2 • COS(alfat)/COS(alfawt(0,1))
où aw (1,2)=mt • (z1+z2)/2 • COS(alfat)/COS(alfawt(1,2))
Pour des satellites simples et pour des satellites uniformément répartis, il
est indispensable de remplir la condition suivante :
g = (abs (z0) + abs (z2))/P
où :
g – nombre arbitraire entier
P – nombre de satellites
z – nombre de dents
Cette condition assure un jeu minimum entre les satellites vmin (1 à 2 mm,
0,05 in).
Nombre total de satellites P = int(asin((da1+vmin)/(aw • 2)))
Les transmissions par roues dentées peuvent être divisées en :
Transmission de force – Pour les transmissions essentiellement destinées au transfert et à la transformation de puissance, il est nécessaire de réaliser un contrôle/conception de résistance (par exemple entraînement des machines, des boites de vitesse industrielles…)
Transmission sans force – Pour les transmissions pour lesquelles le moment de torsion transféré est minimum par rapport à la taille des roues, il n’est pas nécessaire de procéder à la conception/contrôle de résistance (par exemple les appareils, les techniques de régulation…).
Le travail de conception d’engrenage planétaire permet dans un sens une grande liberté de choix des paramètres de diamètres et de largeurs des roues dentées mais dans un deuxième sens, il est indispensable de remplir un grand nombre de conditions (coaxilité, montabilité…) pour assurer le fonctionnement de l’engrenage. Il est donc bon de procéder par itération, de préciser la conception progressivement et d’affiner les paramètres suivis.
Vous obtiendrez de cette façon une
vision rapide des paramètres de la transmission conçue. Même si un engrenage
ainsi conçu est normalement utilisable, vous pouvez nettement améliorer ses
caractéristiques en optimisant progressivement un grand nombre de paramètres.
Veuillez procéder de la manière suivante lors de la conception :
1. Insérez les paramètres de puissance de la transmission (puissance transférée
et nombre de tours). [1]
2. Sélectionnez le matériau de toutes les roues, sélectionnez le mode de charge,
les paramètres d’exploitation et de fabrication et le coefficient de sécurité
requis. [2]
3. Effectuez une conception automatique -> appuyez sur la touche « Denture
droite » / « Denture oblique ». [2.11]
4. Vérifiez les résultats.
Avant l’optimalisation des paramètres, effectuez tout d’abord la « Conception rapide (indicative) » décrite ci-dessus.
Procédez ensuite comme suit:
1. Si vous souhaitez utiliser des paramètres non standard de profilés de dents,
réglez-les dans la section [3].
2. Réglez les paramètres des roues (nombre de dents, angle d’engrenage et
inclinaison des dents). [4.1-4.6]
3. Avec le glisseur [4.7], réglez le rapport entre la largeur du planétaire
intérieur et son diamètre, appuyez sur la touche « Concevoir une denture ».
4. Vérifiez les dimensions de l’engrenage conçu dans l’affichage schématique. Si
les dimensions ne vous conviennent pas, modifiez le rapport largeur / diamètre
du pignon et recalculez l’engrenage [4.4].
5. Dans la section [5], finissez de régler la distance axiale et éventuellement
les rapports de glissement en changeant la correction.
6. Vérifiez et évaluez (par comparaison avec l’Aide) les indices dimensionnels
et qualitatifs. [6; 7; 8]
7. Vérifiez le coefficient de sécurité. [9, 10]
Lors de la conception d’une transmission sans force, il n’est pas nécessaire d’analyser et de contrôler les paramètres de résistance. Choisissez donc directement le module [4.9] et un nombre adapté de satellites [4.1] et de dents [4.3] et vérifiez les dimensions des dentures proposées.
Dans cette section, veuillez insérer les paramètres d’entrée élémentaires de la denture conçue.
Sélectionnez le système d’unités de calcul dans la liste de sélection. En passant d’une unité à l’autre, toutes les valeurs seront immédiatement recalculées.
Sélectionnez le type de transmission. La première partie sur la ligne de la liste de sélection indique quel élément du train épicycloïdal sera moteur (il est possible de choisir la puissance et le nombre de tours pour cet élément). La deuxième partie (derrière la flèche) indique l’élément récepteur. En inversant l’élément moteur, le nombre de tours saisi [1.4] est simultanément modifié de façon à ce que le nombre de tours de l’élément moteur ne soit pas nul.
Insérez une puissance sur l’élément
moteur de la transmission. Les valeurs habituelles varient de 0,1 à 3000 kW /
0,14 à 4200 HP, dans les cas extrêmes jusqu’à 65 000 kW / 100000 HP.
En utilisant la touche à droite, vous calculez la puissance maximum possible
pour les paramètres actuels de denture.
Entrez le nombre de tours de l’élément
moteur de la transmission. Le nombre maximum de tours peut aller jusqu’à 150 000
tr/min. Lorsque la touche suivant les cellules d’entrée est cochée, cela signale
que l’élément correspondant du train épicycloïdal est bloqué. Lorsque la touche
est décochée, le mécanisme se comporte comme un différentiel => il est possible
de sélectionner le nombre de tours des deux éléments de la transmission.
Le nombre de tours de l’élément récepteur (en gras) est dépendant du nombre de
dents de toutes les roues. Étant donné que le nombre de dents ne peut cependant
pas être choisi arbitrairement, il est bon de traiter en détail le nombre requis
de tours de sortie dans la section [4.0].
Insérez le nombre de tours requis de l’élément récepteur. Il doit osciller dans l’intervalle indiqué dans la cellule verte. En appuyant sur la touche à droite, les nombres de dents seront préalablement conçus et sélectionnés de façon à ce que le nombre de tours requis soit atteint. Un traitement détaillé du nombre de dents et de tours peut être réalisé dans la section [14.0].
Remarque : L’amplitude du nombre de tours est déterminée pour un nombre de dents habituellement utilisé. Un calcul plus précis avec possibilité d’utiliser des valeurs extrêmes est réalisé dans le chapitre [14.0].
Il est le résultat du calcul et ne peut donc pas être saisi.
Il indique le nombre de tours du satellite par rapport au porte satellite Ce nombre est important pour le calcul de la portance du roulement du satellite qui est souvent une zone critique de la transmission.
Il s’agit du rapport de transmission entre les différents éléments de la transmission. La troisième valeur est importante – rapport de transmission (z2/z0), c’est la valeur de l’engrenage hélicoïdal qui est utilisée pour les calculs suivants.
Dans la conception de l'engrenage de puissance, entrez les paramètres de fonctionnement et de production complémentaires dans ce paragraphe. Essayez d'être aussi précis que possible dans le choix et l'insertion de ces paramètres étant donné que chacun d'eux peut dramatiquement affecter les propriétés de l'engrenage conçu.
D'habitude le principe selon lequel le pignon doit être plus dur que la roue (20-60 HB) est respecté, tandis que la différence des duretés augmente avec l'augmentation de la dureté de la roue et du rapport de transmission. Pour une orientation rapide, les matériaux sont répartis en 8 groupes marqués par les lettres de A à H. Choisir le matériel sur la liste instantanée séparément pour le pignon et pour la roue. Au cas où vous auriez besoin d'une information plus détaillée sur le matériel choisi, référez-vous à la feuille "matériel".
Matériaux A, B, C et D, les soi-disant roues molles - la denture est produite après traitement thermique; ces roues sont caractérisées par un bon rodage, n'ont aucune exigence spéciale sur la précision ou la rigidité de montage si au moins une roue est faite du matériel choisi.
Matériaux E, F, G et H, les soi-disant roues dures - coûts de production plus élevés (durcissement +100%, cémentation +200%, nitruration +150%). Le traitement thermique est effectué après la production de la denture. Réalisation difficile de la précision nécessaire. Les opérations de finissage coûteuses (meulage, rodage) sont souvent nécessaires après traitement thermique.
Propres valeurs matérielles - si vous souhaitez utiliser un matériel qui n'est pas inclus dans le tableau des matériaux livrés pour la production de la denture, il est nécessaire d'entrer quelques données sur ce matériel. Allez à la feuille "matériaux". Les 5 premières rangées dans le tableau des matériaux sont réservées à la définition de vos propres matériaux. Écrivez le nom du matériel dans la colonne conçue pour les noms des matériaux (elle sera affichée sur la feuille de choix) et complétez successivement tous les paramètres dans la rangée (cases vides). Après avoir rempli les cases, allez de nouveau à la feuille "calcul", choisissez le matériel nouvellement défini et continuez dans le calcul.
Le réglage de ces coefficients affecte sensiblement le calcul des coefficients de sûreté. Essayez par conséquent d'écrire les spécifications aussi précisément que possible pendant le choix du type de charge. Exemples des machines motrices:
Le réglage de ces coefficients affecte sensiblement le calcul des coefficients de sûreté. Essayez par conséquent d'écrire les spécifications aussi précisément que possible pendant le choix du type de charge. Exemples des machines conduites:
Le réglage de ce paramètre influence le calcul du coefficient de sécurité. Le type de montage définit le facteur de la charge essentiellement entraînée par la flexion des arbres. Choisissez/évaluez le type de montage selon la définition et l’image suivantes.
A. Engrenage symétriquement soutenu des deux côtés : C’est un
engrenage dont les roulements sont montés symétriquement de chaque côté des
roues (les distances entre le roulement et le bord du planétaire sont identiques
de chaque côté).
B. Engrenage asymétriquement soutenu des deux côtés : C’est un engrenage
dont les roulements sont montés asymétriquement de chaque côté des roues (les
distances entre le roulement et le bord du planétaire sont différentes).
C. Engrenage surplombé : Il s’agit d’un engrenage dont les roues sont
surplombées. L’arbre n’est fixé que d’un côté du planétaire.
Type 1 : carter rigide, arbres rigides, roulements robustes à rouleaux
coniques ou cylindriques.
Type 2 : carter moins rigide, arbres plus longs, roulements à billes.
Dans le choix du degré de précision de l'engrenage conçu, il est nécessaire de tenir compte des conditions de fonctionnement, de la fonctionnalité et de la praticabilité de la production. La conception devrait être basée sur:
La précision de la denture est choisie jusqu'au degré nécessaire seulement, parce que la réalisation d'un degré de précision élevé est coûteuse, difficile et nécessite un équipement technologique plus sophistiqué.
| Degré de précision ISO 1328 |
3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Degré de précision AGMA |
13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 |
| Rugosité extérieure max. Ra max. [nm] | 0.1-0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.6 | 1.6 | 3.2 | 6.3 | 12.5 | 25 |
|
Vitesse périphérique max. [m/s] dents droites |
80 | 60 | 35 | 15 | 8 | 5 | 3 | 3 | 3 |
|
Vitesse périphérique max. [m/s] dents obliques |
100 | 80 | 50 | 30 | 12 | 8 | 5 | 3 | 3 |
| Spécification |
Degré de précision ISO |
Degré de précision AGMA |
|
Roue motrice |
2 - 4 | 13-12 |
|
Instruments de mesure |
3 - 6 | 13-10 |
|
Réducteurs de turbine |
3 - 5 | 13-11 |
|
Réducteurs d'aviation |
3 - 6 | 13-10 |
|
Machines-outils |
3 - 7 | 13-9 |
|
Moteurs d'aviation |
5 - 6 | 11-10 |
|
Boîtes de vitesse à grande vitesse |
5 - 6 | 11-10 |
|
Voitures civiles |
7 - 8 | 9-8 |
|
Moteurs de bateau légers |
7 | 9 |
|
Laminoirs, locomotives |
8 - 9 | 8-7 |
|
Moteurs de bateau lourds, tracteurs |
8 - 9 | 8-7 |
|
Machines de construction et agricoles |
8 - 10 | 8-6 |
|
Machines textiles |
7 - 9 | 9-7 |
Ce paramètre indique la durée de vie désirée en heures. Des valeurs d'orientation en heures sont indiquées dans le tableau.
| Spécification |
Longévité |
|
Machines de ménage, dispositifs rarement utilisés |
2000 |
|
Outils électriques manuels, machines pour les fonctionnements à court terme |
5000 |
|
Machines pour un fonctionnement de 8 heures |
20000 |
|
Machines pour un fonctionnement de 16 heures |
40000 |
|
Machines pour un fonctionnement continu |
80000 |
|
Machines pour un fonctionnement continu avec une longue durée de vie |
150000 |
Les valeurs recommandées du coefficient de sûreté varient dans l'intervalle:
Décidez si vous voulez concevoir une denture droite ou oblique. Les recommandations suivantes peuvent être utilisées dans votre choix:
Dans la " conception automatique " le réglage des paramètres de l'engrenage est basé sur les paramètres de la puissance et de fonctionnement donnés [1.0 ; 2.0] et sur les recommandations généralement applicables. L'optimisation manuelle peut souvent donner à la denture de meilleurs paramètres (poids, dimensions) ou permettre des modifications des dimensions basées sur vos propres conditions de construction.
Dans ce paragraphe, déterminer les paramètres de la machine-outil et du jeu du bout de la dent. Ces paramètres affectent la majorité des dimensions de la denture, la forme de la dent et les paramètres de la résistance, la rigidité, la durée de vie, le bruit, le rendement et bien d'autres. Si vous ne connaissez pas les paramètres exactes de l'outil de production, utilisez le type normalisé sur la liste dans la rangée [3.1], à savoir:
1. DIN 867 (a=20deg, ha0=1.25, hf0=1.0, ra0=0.38, d0=0, anp=0deg, ca=0.25)
pour le calcul dans les unités SI et
3. ANSI B6.1 (a=20deg, ha0=1.25, hf0=1.0, ra0=0.3, d0=0deg, anp=0, ca=0.35)
pour le calcul en Pouces.
Vous pouvez définir deux types d'outil dans le formulaire, avec protubérance (A) et sans protubérance (B). Si vous définissez un outil sans protubérance, déterminez la dimension de protubérance d0=0. Déterminer les dimensions de l'outil selon les cotes dans l'image comme multiples du module "valeur"x"module" (calcul dans les unités SI) ou comme quotient de "valeur"/"Lancement Diamétral" (calcul en pouces). Choisir l'angle de pression dans le paragraphe [4]. La base de la dent peut être taillée ou arrondie. Choisir donc une seule possibilité.
Le diagramme montre la forme d'une dent de l'outil pour la roue/le pignon. Si vous changez les dimensions de l'outil, appuyez sur le bouton approprié qui effectuera la correction selon les valeurs actuelles inscrites.
La forme exacte de la dent et de la roue dentée, le contrôle des interférences, etc. est décrite dans le paragraphe sur le résultat graphique et les systèmes de DAO.
La denture interne est produite, en majorité, par usinage à l'aide d'un outil circulaire. Dans ce calcul nous considérerons un outil avec des paramètres de base identiques à ceux de la denture conçue (an0=an, b0=b, mn0=mn). Cependant, l'angle b ne peut pas être librement choisi dans la production de la denture interne, car il est nécessaire de procéder selon les propriétés de la machine-outil et les outils disponibles et il est conseillé de consulter ce choix avec un technologue.
Vous pouvez voir l'exemple d'un tel outil dans l'image. L'état actuel de l'outil correspond à sa correction unitaire x0. Le reaffiliage de l'outil cause le changement de sa correction et donc le changement du diamètre de la tête de l'outil. Si vous ne connaissez pas la valeur de la correction x0, il suffit de mesurer le diamètre actuel de la tête et utiliser le changement de la correction x0 [3.13] pour ajuster le diamètre de la tête da0 [3.14] à la valeur désirée.
Le jeu unitaire du bout de la dent "ca" affecte le diamètre du cercle du bout. Normalement ca=0.25, ce qui garantit l'empêchement de l'interférence pour les corrections généralement utilisées. Si vous connaissez les paramètres exactes de l'outil, il est possible de choisir un plus petit c*, à savoir 0.15 - 0.1, et ainsi augmenter le coefficient de la morsure du profil. L'interférence peut et devrait être contrôlée dans le dessin détaillé, voir le paragraphe sur le résultat graphique et les systèmes de DAO. La rangée [3.10] donne le jeu minimal du bout de la dent qui peut être réalisé à l'aide de l'outil choisi. Le choix d'un plus petit jeu du bout est indiqué par la couleur rouge du champ d'insertion. Le bouton "<" sert à transférer la valeur minimale dans le champ d'insertion. Le jeu unitaire minimal du bout de la dent peut être réduit par une plus grande hauteur de la base de l'outil.
La géométrie de l'engrenage peut être conçue dans ce paragraphe. La conception de la géométrie affecte sensiblement un certain nombre d'autres paramètres tels que la fonctionnalité, la sûreté, la longévité ou le prix.
Sélectionnez le nombre de satellites. On utilise généralement 2 à 6 satellites, le plus souvent trois satellites. Le nombre maximum de satellites pour le nombre donné de dents des planétaires intérieur et extérieur est indiqué dans le champ vert. Si la condition de montabilité n’est pas satisfaite, la couleur de la cellule passe au rouge.
Insérez le nombre de dents du planétaire intérieur et du planétaire extérieur dans la ligne [4.3]. Le nombre de dents du satellite est automatiquement calculé. Étant donné qu’il n’est pas possible de choisir arbitrairement le nombre de dents du train planétaire (voir partie théorique), les combinaisons incorrectes ou inadaptées de nombre de dents sont indiquées par des nombres rouges. Dans un but de simplification, la ligne [4.2] contient des touches qui permettent d’augmenter/de diminuer le nombre de dents. Le nombre de dents et la modification supplémentaire sont calculés de façon à ce que les conditions de montabilité soient respectées.
Le nombre de dents du satellite ne peut être changé que d’une petite amplitude par rapport à la valeur optimale (+/-2). Effectuez la modification en sélectionnant dans la liste de la ligne [4.2]. Après le changement, les valeurs de modification supplémentaire sont automatiquement recalculées de façon à ce que la condition de coaxialité soit conservée.
Il est généralement vrai que l’augmentation du nombre de dents (pour une même
distance entre les axes) entraîne :
• l’augmentation de la portance de la surface (contact, grippage, usure)
• une amélioration du coefficient de contact
• une baisse de portance en flexion
• une baisse des coûts de fabrication
Pour des dentures obliques et des plus grandes puissances, on conseille généralement un plus grand nombre de dents.
Cet angle détermine les paramètres de base du profil et est normalisé à 20°. Les changements de l'angle a/F affectent les propriétés du fonctionnement et de la résistance. Les changements de l'angle d'engrenage, exigent les outils de production non standard. Au cas où il n'y aurait aucun besoin spécial d'utiliser un autre angle d'engrenage, utilisez la valeur de 20°.
La lettre "X" indique le cercle de base.
La croissance de l'angle d'engrenage mène à la:
Choix des valeurs:
Si vous n'avez aucune condition spéciale pour l'engrenage conçu, il est recommandé d'utiliser 20°.
Une denture d’inclinaison = 0 (denture droite) s’utilise pour les engrenages
fonctionnant à basses vitesses et étant grandement sollicités.
Une denture d’inclinaison > 0 (denture oblique) s’utilise pour les engrenages
fonctionnant à grandes vitesses, elle présente un niveau de bruit moins élevé et
une meilleure portance, elle permet d’utiliser un nombre de dents inférieur sans
dégagement.
L’angle bêta se sélectionne habituellement parmi les valeurs 6, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35 et 40 degrés.
Avec le glisseur, réglez la valeur du coefficient sans dimension qui exprime le rapport entre la largeur et le diamètre du planétaire intérieur [4.8].
Ce paramètre permet la conception de la taille du module et ainsi des
paramètres géométriques de base du planétaire (largeur, diamètre). La valeur
maximum conseillée est indiquée dans la colonne de droite et elle dépend du
matériau choisi pour les roues, du type de montage des roues et du rapport de
transmission de l’engrenage. Le réglage de ce paramètre se fait en glissant le
glisseur situé sur la ligne [4.7]. Après avoir réglé ce paramètre, appuyez sur
la touche « Concevoir une denture ». Vous concevez ainsi une denture
satisfaisant à la sécurité requise [2.10] et aux autres paramètres d’entrée.
Après la « Conception de denture », vérifiez les dimensions (largeur et
diamètre des roues, poids). Si vous n’êtes pas satisfait du résultat, modifiez
les paramètres du rapport largeur de pignon et diamètre du pignon [4.7, 4.8] et
répétez « Conception de denture ».
Lors du lancement de la « Conception de denture », les modules (DP) du
tableau sont progressivement remplacés dans le calcul, la largeur de la denture
est calculée et le module minimum (DP) satisfaisant aux conditions de résistance
est déterminé.
Valeurs plus petites – conception d’une roue moins large, module plus grand,
denture droite
Valeurs plus grandes – conception d’une roue plus large, module plus petit,
denture oblique
C’est le paramètre le plus important qui définit la grandeur de la dent et donc de l’engrenage. Il est généralement vrai que pour un plus grand nombre de dents, il est possible d’utiliser un module plus petit (plus grande valeur P pour la version de calcul en pouces) et vice versa. On trouve les valeurs normalisées du module / Diametral Pitch dans la liste à défiler à droite et les valeurs qui y sont sélectionnées sont automatiquement complétées dans le champ à gauche.
Passer de la possibilité d’entrer un module et/ou d’entrer Diametral Pitch en sélectionnant à droite.
La largeur de la denture de chacune des roues est mesurée sur un cylindre de pas. Après avoir cliqué sur la touche de droite, les valeurs correspondant au rapport sélectionné yd de la ligne [4.7, 4.8] sont complétées.
Elles sont fonction du matériau choisi et du type de construction de la transmission [2.1,2.2,2.3,2.5]. L’amplitude recommandée des valeurs est indiquée à la ligne précédente.
C'est la largeur commune des deux roues sur les cylindres de roulement. Si les positions des roues ne sont pas échangées (4.1), c'est souvent la largeur de la roue. Cette largeur est utilisée pour les contrôles de la résistance de la denture. Si la case dans cette rangée est cochée, « la largeur fonctionnelle de la denture » est automatiquement remplie par la plus petite valeur de la largeur de la denture de la rangée précédente [4.9]
Il est calculé comme poids des cylindres pleins (sans allégement ni trous). Il permet une orientation rapide pendant la conception.
Le plus petit coefficient pour chaque roue est toujours indiqué sur la ligne. Dans la première colonne on trouve le coefficient de sécurité pour la durabilité extérieure, dans la deuxième colonne on trouve le coefficient de sécurité pour la durabilité en flexion.
Étant donné qu’il n’est pas toujours facile de se représenter les mouvements mutuels de toutes les roues (notamment pour un mouvement différentiel), il est possible de simuler le mouvement de chacun des éléments de la transmission. Saisissez le pas avec lequel l’élément moteur va bouger et changer l’angle de rotation de l’élément moteur à l’aide du glisseur.
C'est la distance perpendiculaire (la plus courte) entre les côtés non fonctionnels des dents. Un jeu dans la denture est nécessaire pour créer une couche cohérente du lubrifiant sur les côtés des dents et pour compenser les imprécisions de production, les déformations et la dilatation thermique de différents éléments du mécanisme. Les très petits jeux sont exigés dans l'engrenage des systèmes de commande et des instruments et s'il n'est pas possible de l'éliminer, on utilise l'engrenage avec limitation automatique du jeu latéral dans la denture. Un grand jeu latéral dans la denture doit être choisi pour un engrenage fortement chargé (dilatation thermique) et un engrenage à grande vitesse (résistances hydrauliques et chocs pendant la vidange d'huile á travers les espaces entre les dents).
En pratique, les valeurs recommandées sont choisies empiriquement et vous pouvez suivre les valeurs recommandées dans la rangée [4.21].
Après avoir entré le jeu latéral de la denture, la distance de l'arbre de fonctionnement [6.10] est modifiée de sorte que le jeu entré soit créé.
De nombreux paramètres peuvent être influencés même lorsque seule la
correction de la denture intérieure ou extérieure est réalisée. Il est tout
d’abord nécessaire d’assurer le fonctionnement, puis les paramètres de puissance
ou de résistance peuvent être améliorés. Pour un train épicycloïdal, la
situation est plus difficile. La correction de chacune des roues ne peut pas
être changée arbitrairement. Il est tout d’abord nécessaire d’assurer la
coaxialité, ce qui signifie que la distance axiale entre le planétaire intérieur
et le satellite doit être identique à la distance axiale entre le satellite et
le planétaire extérieur. Cela signifie que les corrections sont interdépendantes
et lors d’une correction du satellite par exemple, il est nécessaire de changer
la correction des planétaires intérieur et extérieur de façon à ce que la
condition de coaxialité reste conservée. Dans cette section, vous pouvez
choisir/changer la correction de chaque roue, le logiciel surveillera alors les
paramètres de dentures et vous serez averti dans le cas d’une saisie erronée ou
déviante.
Lors d’un changement de correction, vous pouvez ensuite vérifier les paramètres
qualitatifs les plus importants comme par exemple le coefficient de contact, le
glissement spécifique et la sécurité.
A gauche, il y a un détail de la denture et un détail de l’outil d’usinage (un procédé d’usinage peut être simulé).. La forme exacte de la dent est dessinée en noir, celle de l’outil d’usinage est dessinée en vert. A droite, il y a ensuite un détail des positions mutuelles de diamètres de pas, de bout, de racine et de base au point d’engrenage (ligne interrompue – diamètre de racine, lignes mixtes – diamètre de pas, ligne pleine – diamètre de bout).
Certaines des valeurs minimums de correction nécessaire pour atteindre les paramètres sélectionnés pour chacune des roues sont indiquées dans la ligne [5.2-5.4].
En pratique, un léger dégagement des dents est admissible. La valeur indiquée est la valeur minimale (limite) qui mène à un léger dégagement des dents. La valeur de la correction ne devrait pas être inférieure à l'exception de quelques cas spéciaux.
C'est la valeur minimale d'une correction qui peut être utilisée sans pour autant causer le dégagement des dents.
C'est la valeur minimale d'une correction qui peut être utilisée sans effiler les dents.
Pour maintenir les conditions de coaxialité, il est nécessaire de ne changer qu’une valeur de correction – dans ce cas celle du satellite. Les autres corrections seront ici calculées. Changez la correction du satellite avec le glisseur, la valeur actuelle s’affiche sur la ligne [5.6]. Les changements se font par dixièmes/centièmes de module, une valeur plus précise peut être saisie sur la ligne [5.6].
Vous pouvez saisir la somme des corrections pour le planétaire intérieur et le satellite et pour le planétaire extérieur et le satellite sur la ligne 5.8. Il n’est malheureusement pas possible de choisir arbitrairement ces valeurs, il est nécessaire de respecter la condition de coaxialité mutuelle (voir partie théorique). Deux touches à droite permettent ensuite de régler les valeurs de façon à ce que l’une des sommes soit nulle et que la deuxième soit calculée de façon à conserver la condition de coaxialité (aw01 + aw12 = 0).
Une tâche plus courante sera le réglage de ces valeurs de façon à ce que les distances axiales soient atteintes, ce qui est traité à la ligne [5.10].
La distance axiale pour le planétaire intérieur et le satellite et pour le planétaire extérieur et le satellite est indiquée. Les deux valeurs (ou plus précisément leurs valeurs absolues) doivent être identiques. Si les valeurs ne sont pas identiques, la condition de coaxialité n’est pas respectée et la denture ne peut pas travailler correctement. Dans un tel cas, effectuez la sélection de la distance axiale et le recalcul des modifications supplémentaires voir [5.10].
La tâche géométrique la plus courante sera probablement la conception de la
correction de façon à ce que la distance axiale requise soit obtenue. En
conservant une forme de dents raisonnable, il est possible, pour un module et un
nombre de dents donnés, d’atteindre une distance axiale comprise dans
l’intervalle indiqué dans la cellule verte. Si vous avez besoin d’une distance
axiale différente, vous devez changer le nombre de dents ou éventuellement le
module (CP) de denture.
Saisissez la distance axiale requise dans la cellule d’entrée (elle doit
appartenir à l’intervalle de valeurs autorisées) et appuyez sur la touche « =aw
» à droite. La valeur de la somme des corrections est ainsi calculée et affichée
de façon à ce que la distance axiale requise soit atteinte.
Après changement des corrections, il est recommandé d'observer le comportement de ces index. Le dépassement des valeurs critiques est indiqué par le changement de la couleur du nombre.
Pour une description détaillée voir [8.1] et [8.2]
C'est un paramètre sans dimensions (rapport de l'épaisseur de la dent et du module) et dépend, surtout, de la forme de la dent. Les paramètres suivants ont également certains effets:
D'habitude elle varie entre 0.25 - 0.4. Supérieure pour de petites valeurs de décalage unitaire et les roues durcies. Une valeur inférieure à celle qui est recommandée est indiquée par un texte en rouge et le dépassement de la limite d'acuité de la dent par la couleur rouge de la case.
L’une des tâches d’optimalisation les plus fréquentes est la recherche de corrections x0, x1 et x2 telles que les glissements spécifiques soient équilibrés sur les bouts / les racines du planétaire intérieur et du satellite, et du satellite et du planétaire extérieur. Le principe est décrit dans la littérature spécialisée. Dans ce calcul, la ligne [5.14, 5.15] indique la grandeur du glissement spécifique à la racine (au bout) du planétaire intérieur et du satellite et la ligne [5.16, 5.17] indique la valeur du glissement spécifique à la racine (au bout) du satellite et du planétaire extérieur.
En appuyant sur la touche de droite, réglez une valeur de correction x1 telle
que les glissements spécifiques soient équilibrés pour le planétaire
intérieur/satellite et le satellite/planétaire extérieur. Si lors du calcul, les
valeurs conseillées de correction x0, x1 étaient dépassées, les valeurs extrêmes
conseillées seraient alors utilisées => l’équilibrage requis des glissements
spécifiques ne peut pas être atteint.
Ce mode d’optimalisation est adapté pour les roues ayant approximativement le
même nombre de dents et étant du même matériau. Lorsque le nombre de dents est
différent, les dents d’une roue engrènent plus fréquemment que celles de la
deuxième roue et lors de l’équilibrage des glissements spécifiques, la racine de
la roue la plus sollicitée est plus sensible à la formation de pitting.
Une correction visant à atteindre la somme minimum des valeurs absolues de tous les glissements spécifiques peut être plus adaptée que des corrections d’équilibrage des glissements spécifiques. L’avantage de cette méthode est l’augmentation du rendement de la transmission (plus petites pertes par frictions). Après avoir appuyé sur la touche de droite, la valeur de la correction x1 est réglée de façon à ce que la somme de tous les glissements spécifiques soit minimum.
Informations plus détaillées [10].
Dans cette ligne, choisissez les profilés détaillés de la dent et de l’outil qui doivent être affichés. Avec le glisseur à droite, réglez l’inclinaison de l’outil dans l’engrenage.
Ce paragraphe contient une liste bien disposée de tous les paramètres dimensionnels de base de la denture. Une illustration des paramètres dimensionnels les plus importants y est donnée. Il est recommandé d'utiliser la littérature spécialisée pour une description plus détaillée de différents paramètres.
Spécifications des dimensions selon OIN (DIN)
C'est un paramètre sans dimensions (rapport de l'épaisseur de la dent et du
module) et dépend, surtout, de la forme de la dent. Les paramètres suivants ont
également certains effets:
nombre plus élevé des dents [4.1] = plus grand sa*.
plus petit décalage [5.4] = plus grand sa*.
plus petit angle d'engrenage [4.2] = plus grand sa*.
plus grand angle d'inclinaison [4.3] = plus grand sa*.
plus grand coefficient de la taille de la dent [3.1] = plus petit sa*.
Valeurs recommandées
D'habitude elle varie entre 0.25 - 0.4. Supérieure pour de petites valeurs de
décalage unitaire et les roues durcies. Une valeur inférieure à celle qui est
recommandée est indiquée par un texte en rouge et le dépassement de la limite
d'acuité de la dent par la couleur rouge de la case.
Dans la pratique, il est parfois nécessaire d´obtenir la valeur exacte du diamètre de tête. Si nous voulons conserver les dimensions déjà existantes de la denture, il est possible de modifier légèrement le diamêtre du cercle de tête en modifiant le jeu unitaire du bout de la dent ca* - voir paragraphe [3.11]. Les trois lignes suivantes servent à faciliter ce calcul. Dans la deuxième ligne, vous trouvez la plage autorisée de diamètre de cercle de tête; dans la troisième ligne, saisissez le diamètre exigé. En appuyant sur le bouton "->ca1" ("->ca2"), vous modifiez le jeu unitaire du bout de la dent pour le pignon (roue).
Ce paragraphe comprend les nombres minima de dents qui peuvent être utilisées avec la correction zéro sans dégager ou effiler les dents.
Contient les paramètres qui nous informent sur la qualité de la denture conçue. Il est recommandé de les comparer aux valeurs recommandées.
Pour un engrenage sans choc, il est nécessaire qu'une autre paire de dents
entre en maille avant que la première paire ne soit relâchée. Le rapport de
contact dans le plan frontal indique combien de dents sont en action
simultanément. La valeur
Selon la complexité de l'engrenage, ce paramètre ne devrait pas être inférieur à 1.1-1.2.
Le coefficient de contact dans
le plan axial est applicable pour la denture oblique (angle
C'est la somme des coefficients de contact dans les plans frontal et axial.
Les mêmes recommandations que pour
Dans la ligne [8.7 - 8.10], vous pouvez définir plus précisément les dimensions des différentes roues. Après le pointage du bouton dans la ligne [8.7], vous pouvez définir les dimensions respectives selon l´image placée en tête de pararaphe. En appuyant sur le bouton "<=" [8.7], vous remplissez les valeurs préajustées.
La forme des différentes roues s´affiche selon la définition. Si les dimensions internes des roues ne sont pas définies, les roues sont prises pour des disques pleins dans le calcul.
L´utilisation de la "Conception automatique" [2.10], de la conception de l´engrenage [4.4] et du calcul mn exact [4.6] annule la définition de la roue et utilise les disques pleins.
Ce paramètre donne le rapport du diamètre de racine au diamètre intérieur de la jante dentée dx/df (image 8.1). Il est caractérisé par des valeurs dans une marge de 0 à 1. Au cas où la roue évaluée sera produite comme disque plein (sans allégement), le paramètre = 0. Ce paramètre affecte les calculs de la vitesse critique de l'engrenage.
Il est calculé comme la somme des différentes parties cylindriques (jante dentée, disque, moyeu). Si le coefficient d´allégement di/df=0, le poids de la roue est calculé comme poids des cylindres pleins (ce qu´il est suffisant dans la plupart des cas). Il sert à une orientation rapide lors de la conception.
C'est la vitesse à laquelle la vitesse angulaire est la même que la fréquence angulaire d'oscillation de l'engrenage. Ceci cause des effets de résonance peu désirés.
C'est le rapport entre la vitesse du pignon et "la vitesse critique ".
Au cas où l'engrenage conçu fonctionnerait dans la zone de la vitesse critique (N ~ 1), le rapport de résonance N est indiqué par un nombre en rouge. Dans ce cas, les modifications de l'engrenage conçu (changements des nombres de dents) ou les consultations avec un spécialiste sont recommandées.
Pour ce calcul, on utilise le calcul approximatif qui est indiqué dans la partie théorique Aide.
Il s’agit des pertes de puissance dans la denture, dans les roulements et de leur somme.
Le calcul des coefficients est effectué selon les normes suivantes: ISO6336:2006, AGMA 2001-D04, AGMA 908-B89/95. Les détails sont indiqués dans la partie théorique, la liste des normes et la littérature spécialisée sont mentionnées à la fin de ce chapitre.
Dans cette partie, précisez les méthodes de calcul de certains facteurs. En appuyant sur le bouton, vous ajustez les valeurs initiales qui correspondent aux exigences du paragraphe [2.0].
Trois méthodes de calcul sont disponibles: (B2006), (C2006) et (C1996).
La méthode B va bien avec tous les types de roues dentées cylindriques. Elle est relativement compliquée et si vous ne choisissez pas bien le matériau et le degré de précision par rapport à la charge, les valeurs KV peuvent être hors de la réalité. C´est pourquoi il est possible d´ajuster le plafond KV (préajusté à 5.0). En cas de dépassement, il convient de contrôler le matériau et le degré de précision par rapport à la charge que vous avez choisi. La méthode C peut être utilisée lors du respect de certaines limitations (voir partie théorique).
Trois méthodes de calcul de ce facteur sont disponibles:
• Calcul ISO6336-1(2006) ... Calcul détaillé du coefficient comprenant toutes
les influences (recommandé)
• Calcul simplifié ISO6336 ... Se fonde sur la méthodologie ISO6336, simplifié
(plutôt valeurs conservatrices)
• Conception préliminaire (diagramme) ... Valeurs d´orientation pour la
conception d´une transmission (valeurs optimistes)
Il dépend d´une série de facteurs et surtout des dimensions concrètes et de
la conception d´une transmission (voir partie théorique). Dans le paragraphe
[18.0], il est possible d´ajuster en détail tous ces paramètres. si vous ne
chosissez bien les paramètres d´entrée, les valeurs
En appuyant sur le bouton "=>", vous vous déplacez au calcul de
Selon ISO 6336-5, il est recommandé de multiplier – en cas de pleine
inversion (roue introduite, pignon planétaire, crémaillère) – la valeur
Selon les matériaux sélectionnés, la sélection "Automatiquement" choisit la méthode de calcul du coefficient. En cas de besoin, vous pouvez sélectionner une méthode de calcul directement en utilisant la liste respective.
Si vous voulez utiliser une modification optimale du profil des dents en
regard à l´écart de la dent lors de la charge actuelle, choisissez "Modification
optimale du profil". La sélection de ce paramètre influence la méthode de calcul
des coefficients
Choisissez le type d’huile dans la liste. Pour des transmissions moins sollicitées, il est possible de choisir une huile minérale alors que pour de plus grandes vitesses, des transferts de puissance plus importants et de plus grandes exigences d’efficacité, il est plus adapté d’utiliser une huile de synthèse.
Quelques avantages des huiles de synthèse
- Baisse des pertes totales de 30% et plus
- Baisse de la température d’exploitation de l’huile
- Augmentation de l’intervalle de vidange d’huile de 3 à 5x (donc baisse des
coûts d’entretien).
Par contre, le prix d’achat est plus élevé, il y a des problèmes avec les pièces
en plastique ou en caoutchouc et le mélange avec une huile minérale est limité.
On sélectionne la viscosité recommandée selon la dureté du matériau des roues et la vitesse périphérique. Si la valeur recommandée ne vous convient pas, cochez la case à cocher et saisissez votre propre valeur.
Si vous choisissez le premier article de la liste « Automatic », la rugosité utilisée sera déduite du degré de précision choisi. Vous pouvez cependant saisir une valeur précise si vous la connaissez.
Le facteur tient compte de le capacité de charge plus élevée pour un nombre limité de cycles de charge. Le facteur est obtenu par l´interpolation à partir des courbes d´endommagement respectives (ISO6336, AGMA 2001-D04). Pour le nombre de cycles N=1010 (indiqué comme ∞), la valeur du facteur est de 0.85 à 1.00. Pour le fonctionnement critique, on sélectionne 0.85; dans le cas où la lubrification, le matériau, la production et les expériences sont au niveau optimal, on peut utiliser 1.00.
Si les valeurs de résistance du matériau utilisé sont définies selon la norme ISO 6336-5, le facteur de correction de tension est YST = 2. Dans le cas de l’utilisation de valeurs de résistance déterminées pour un échantillon d’essai sans entaille, le facteur de correction de tension est YST = 1 (pour les matériaux de la base de données utilisée pour ce calcul).
Normalement, une entaille de la roue dentée (ex. entaille dans le bas de la dent près de la section critique) augmente la valeur de la concentration de contraintes, aussi le facteur de concentration de contraintes est plus élevé. Si l´entaille se trouve près de la section critique, on utilise le facteur YSg pour YS.
En cochant la case à cocher, vous remplacez la valeur YS par la valeur YSg. Les valeurs du facteur YSg sont calculées dans le paragraphe [18.0] dans lequel vous vous déplacez en appuyant sur le bouton "=>".
Deux calculs de la résistance de base sont souvent effectués, à savoir pour la flexion et pour le contact. Les coefficients de sûreté suivants sont calculés:
Comme valeurs initiales du coefficient de sûreté vous pouvez utiliser:
Les coefficients de sûreté peuvent alors être modifiés conformément aux recommandations générales pour le choix des coefficients de sûreté et selon votre propre expérience.
Dans ce paragraphe, on mentionne les dimensions de contrôle de la denture, l´ajustement des corrections nécessaires à leur obtention et les tolérances de forme selon ISO 1328
Ce paragraphe donne deux dimensions de contrôle de base de la denture. Il s'agit de la dimension à travers les dents W [11.3] et de la dimension à travers les roulements et les billes M [11.6]. Après désactivation de la case de contrôle à la droite de la valeur du nombre de dents auxquelles la mesure s'applique [11.2] et du diamètre du roulement/bille [11.5] vous pouvez entrer vos propres valeurs. Les autres dimensions de contrôle exigées pour la production de la denture dépendent du polissage des roues dentées et de la technique de production et ainsi une collaboration étroite entre le concepteur et un technologue est recommandée.
Dans le cas où vous cherchez à déterminer les paramètres d´une roue inconnue, il est possible d´utiliser cet outil. Sur la roue, vous mesurez la dimension de contrôle respective. Ensuite, vous saissez cette dimension dans le champ d´insertion respectif, et le calcul effectue la modification de la correction x1 (SumX) de manière que la dimension calculée W ou M réponde à la dimension mesurée.
Dans cette partie, on mentionne le calcul complet des écarts selon ISO 1328 (ANSI/AGMA 2015-1-A01). Le calcul des écarts est relié au calcul principal et les écarts sont calculés pour les valuers actuelles de la précision, du module, des diamètres et de la largeur des roues. Ensuite, les valeurs des écarts sont utilisées dans le calcul des coefficients de sécurité.
Si vous avez besoin de calculer les écarts (indépendamment du calcul actuel) pour d´autres dimensions de la denture, cochez la case à cocher dans la ligne [11.14]. La couleur des cellules d´insertion [11.15, 11.16, 11.17] devient blanche et vous pouvez saisir vos propres valeurs des dimensions de la denture.
d: 5
b: 4
d: 5
Des forces qui sont transférées sur la construction de la machine apparaissent dans l’engrenage. La connaissance de ces forces est donc fondamentale pour correctement dimensionner le dispositif. L’orientation des forces est illustrée sur le dessin, les grandeurs des forces et des charges sont indiquées dans cette section [12.1 - 12.10].
C’est la force qui apparaît par action du porte satellites sur le satellite (ou le contraire).
Si le porte satellites tourne, la rotation des satellites autour de l’axe
central entraîne un force complémentaire. Cette force doit être interceptée par
le roulement (les roulements) du satellite et elle doit donc être considérée
lors de leur conception. Lors d’un nombre de tours plus important, cette force
peut être déterminante et il est donc important de chercher sa valeur précise à
partir du modèle précis de satellite.
Dans le calcul, la force est déduite du poids estimé du satellite et ce, y
compris les allègements voir [8.4].
C’est une somme vectorielle des forces Fc-p et Fc [12.5, 12.6].
Valeur du moment de torsion utilisée pour le contrôle de résistance.
Nombre de tours utilisés pour le contrôle de résistance.
Pour les engrenages à denture oblique, il y a apparition d’un moment de flexion complémentaire qui agit sur le satellite et qu’il est important de prendre en considération lors de la conception des roulements et de l’arbre du satellite. Ce moment de flexion complémentaire n’apparaît pas pour les planétaires (intérieur et extérieur).
C’est un autre paramètre qualitatif important qui a un effet sur la précision exigée de l’engrenage [2.6] et sur le moyen de lubrification (Lubrification des roues). La vitesse maximum conseillée pour le degré de précision choisi est illustrée dans la cellule verte à droite.
Il s’agit d’un autre paramètre qualitatif qui est utilisé pour le calcul du « Coefficient de charge de la dent ».
Les caractéristiques du matériau choisi sont décrites pour toutes les roues dans cette section.
L’une des exigences de construction peut aussi être l’obtention d’un nombre
exact de tours de sortie. Cette section peut être utilisée dans cet objectif. Le
calcul est réalisé en additionnant le nombre de dents correspondant du
planétaire extérieur pour toutes les combinaisons de dents du planétaire
intérieur et satellite de l’intervalle défini sur la ligne [14.3, 14.4]. Le
nombre de tours de l’élément récepteur est ensuite recalculé pour chaque
combinaison. Les résultats sont classés dans le tableau [14.5].
Lancez le calcul en appuyant sur la touche [14.6]. Après la fin du calcul, le
meilleur résultat est automatiquement reporté dans le calcul principal. Après la
sélection d’une autre conception dans le tableau, le nombre de dents
correspondant est de nouveau reporté dans le calcul principal.
Ce paragraphe donne les conceptions des diamètres de l'arbre (acier) qui correspondent à la charge désirée (puissance transférée, vitesse). Ces valeurs sont des valeurs d'orientation seulement ; il est recommandé d'utiliser un calcul plus exact pour la conception finale.
En pratique, il arrive souvent de devoir calculer les paramètres d'une denture totalement inconnue (comparaison des produits concurrents, production d'une roue de rechange, etc.). Ceci est donc un outil simple qui facilite le calcul primaire du paramètre de base - du module.
Il est évident que le procédé mentionné nécessite une certaine qualification et expérience, néanmoins, pour un engrenage ordinaire, dont la production utilise les outils normalisés et les procédures ordinaires, ce procédé donne des résultats tout à fait raisonnables.
Les calculs auxiliaires sont disponibles dans ce paragraphe. En inscrivant les valeurs, utilisez les mêmes unités que dans le calcul principal. Pour transférer les valeurs écrites et calculées au calcul principal, appuyer sur le bouton "OK".
Ci-dessous, on décrit le calcul des facteurs KHb et YSg.
Le calcul du facteur KHb est constitué des étapes suivantes:
1) Calcul de la fsh = f(Fm, dsh, K',
l, s, b1,
d1)
2) Calcul de la fma = f(fHb1
, fHb2)
... [11.29]
A partir des valeurs fsh et fma (éventuellement fsh2, fca, fbe), on calcule la
valeur Fbx
3) Calcul de la Fbx
= f(fsh, fma, fsh2, fca, fbe, B1, B2)
4) Calcul de la yb
= f(Fbx, sHlim)
5) Calcul de la Fby
= f(Fbx,
yb)
6) Calcul de la KHb = f(Fby,
Fm,
cgb,
b)
Vous pouvez définir ces facteurs en utilisant plusieurs méthodes. C´est pourquoi une bonne connaissance de l´engrenage conçu / contrôlé est nécessaire. Pour effectuer une conception de base, appuyez sur le bouton "Ajustement des valeurs initiales". Ainsi, vous mettez le calcul en état initial comme suit:
- [17.5] ... ajusté selon la sélection [2.5]
- [17.7, 17.8] ... dimensions estimées à partir de la taille de l´engrenage et
de l´ajustement [17.5]
- [17.14, 17.15] ... ajusté selon le degré de précision sélectionné [2.6]
Au fur et à mesure, vous pouvez saisir et ajuster ces paramètres que vous connaissez ou pouvez estimer.
D´abord, cochez la case à cocher auprès de l´entrée respective et, puis, saisissez vos propres valeurs.
La valeur préajustée se fonde sur le diamètre de base du pignon et diamètre minimal de l´arbre [8.4]. Si vous connaissez le diamètre de l´arbre, cochez la case à cocher et saisissez votre propre valeur.
Ici, sélectionnez le type de denture.
Dans la liste, choisissez le type de position de pignon selon l´image. Le préajustement est effectué selon [2.5].
Préalablement, les valeurs l et s sont déduites de la largeur des roues et du type de position de pignon [17.5]. D´abord, cochez la case à cocher et, puis, saisissez vos propres valeurs.
Les valeurs fsh, fsh2, fma, fca, fbe décrivent les déformations des roues dentées, les écarts des roues et les écarts de montage. Les valeurs fsh2, fca et fbe ne sont pas calculées dans ce calcul, et si vous ne solvez pas une équation complète pour le calcul Fbx [17.15], elles peuvent être égales à zéro. Les valeurs fsh et fma peuvent être saisies directement, ou vous pouvez utiliser les valeurs calculées à partir des paramètres mentionnés ci-dessus.
A partir de la liste, sélectionnez une modification respective de l´inclinaison de la dent. Les détails sont mentionnés dans la norme ISO6336:1(2006).
Dans la liste, sélectionnez une méthode de calcul Fbx.
1. Votre propre valeur
2. L´engrenage dont la taille et l´adéquation de la zone de contact ne sont pas
prouvées et le contact entre deux dents sous la charge est imparfait.
3. L´engrenage dont la position de la zone de contact est prouvée (ex.
modification des dents, position de s roulements).
4. Si vous prenez en considération (outre les déformations du corps du pignon et
de son arbre) aussi les déformations de la roue / de l´arbre de roue, les
déformations du logement et les déplacement des roulements.
Vous revenez dans le paragraphe [9.0], en appuyant sur le bouton "OK". En même temps, vous ajustez le calcul KHb dans le calcul des facteurs selon ISO 6336.
Normalement, une entaille de la roue dentée (ex. entaille dans le bas de la dent près de la section critique) augmente la valeur de la concentration de contraintes, aussi le facteur de concentration de contraintes est plus élevé. Si l´entaille se trouve près de la section critique, on utilise le facteur YSg pour YS.
Remplissez les paramètres de l´entaille selon l´image. En appuyant sur le bouton "OK", vous revenez dans le paragraphe [9.0] et le facteur YS est remplacé par le facteur YSg.
Dans la liste, choisissez le type de matériau pour lequel vous voulez déterminer les propriétés.
Les relations utilisées sont destinées pour trois degrés dans la qualité du
matériau: ML, MQ a ME
- ML: faibles exigences en matière de la qualité du matériau et de son
traitement thermique pendant la production de la roue dentée.
- MQ: exigences que le fabricant expérimenté peut remplir à des coûts de
production raisonnables.
- ME: exigences qui doivent être remplies si une haute fiabilité de
fonctionnement est exigée.
Saisissez la dureté de surface. Sur la base du type de matériau et de sa dureté, on détermine ses paramètres. A la fin de la ligne, une gamme de duretés est affichée pour lesquelles le calcul des paramètres est valable. Lors de la saisie de la dureté, vous pouvez sélectionner parmi les unités (HV, HB et HRC).
Si vous saisissez vos propres valeurs de matériau et ajoutez un matériau dans le tableau des matériaux, sélectionnez correctement le marquage. Selon ce marquage, certains coefficients son sélectionnés dans le calcul de capacité de charge.
Cochez la case à cocher dans la ligne [18.5]. Maintenant, il est possible de saisir votre propre descrition du matériau qui va figurer dans le tableau des matériaux. Vous pourrez choisir, d´après cette description, dans le chapitre [2.0].
Dans la liste, choisissez une de 5 lignes destinées aux matériaux définis par l´utilisateur. Lors du transfert des valeurs, le contenu d´origine dans le tableau des matériaux sera modifié sans avertissement.
Utiliser le tableau suivant pour votre décision sur le type de lubrification de l'engrenage.
| Type de lubrification |
Vitesse périphérique en |
|
| [m/s] | [ft/min] | |
| lubrification par bain d'huile | < 12 | < 2400 |
| Lubrification par jet de pression | > 12 | > 2400 |
| A l'aide du brouillard d'huile | > 60 | > 12000 |
Les informations sur les options des résultats graphiques 2D et 3D et les informations sur la compatibilité entre les systèmes de DAO 2D et 3D peuvent être trouvées dans le document "Résultat graphique, systèmes de DAO".
Chanfreiner la roue dentée selon l'image à l'aide de ces paramètres.
A part la présentation standard qui est utilisée dans les dessins des montages et des détails, il est également possible de réaliser un dessin détaillé d'une dent, d'une roue entière, de l'enclenchement de la roue et de l'outil. Le flanc de la dent est calculé à partir de la simulation de la coupure de l'outil avec la roue usinée qui permet de déterminer la forme exacte de la dent y compris sa base. Un dessin détaillé de la roue entière peut être utilisé comme base pour la conception d'un modèle exact dans le système de DAO 3D, ou comme données initiales pour la production d'une roue.
Le tableau sur la feuille "Coordonnées" donne les coordonnées des points du côté droit de la courbe de la dent dans le système de coordonnées X, Y avec le point d'origine 0.0 au centre de la roue. Pour recalculer et produire les coordonnées actuelles selon les réglages dans le paragraphe [17] appuyer sur le bouton "Régénérer".
L'outil de production (B) dont les dimensions sont définies dans le paragraphe [3] est graduellement roulé le long du cercle (C) avec le pas de l'angle W et crée ainsi la courbe de la dent (A) dans différents points (2).
Déterminez le nombre de dents qui seront dessinées dans le dessin partiel.
Définir le nombre de points (sections) sur le sommet de la moitié de la dent, voir l'image [19.4], référence (1).
Intervalle des valeurs autorisées: <2 - 50>, valeur recommandée: 5
Définir le nombre de points (sections) qui forment le flanc complet de la dent, voir l'image [19.4], référence (2).
Intervalle des valeurs autorisées: <10 - 500>, valeur recommandée: 30 et plus.
Définit la croissance de l'angle de roulement (rotation) de l'outil pendant l'usinage du flanc de la dent; voir l'image [19.4], angle W.
Intervalle des valeurs autorisées: <0.02 - 10>, valeur recommandée: 0.5
Définit combien de positions seront affichées pendant le dessin de la morsure
de la dent.
Intervalle des valeurs autorisées: <3 - 100>, valeur recommandée: 20
Etant donné qu'il est nécessaire de contrôler non seulement la morsure de la dent mais aussi les potentielles collisions des dents pour assurer la denture interne, le dessin de la morsure complète de la roue tant externe qu'interne est produit. Dans ce cas, le nombre de copies des dents pendant le contrôle de la morsure [19.9] indique le nombre de copies du pignon.
Donne la rotation du pignon entre les différentes copies qui sont produites pendant le contrôle de la morsure.
Le bouton "dessin sans axes" définit si les axes dans le dessin inséré seront supprimées ou pas.
En réglant l’angle, vous pouvez influencer la rotation de la première dent (espace inter dentaire de la denture intérieure) par rapport au centre de la roue correspondante. Pour un angle de rotation nul, la première dent est dessinée sur l’axe vertical vers le haut. Pour un angle de rotation positif, le planétaire correspondant tourne dans la direction inverse des aiguilles d’une montre.
Quatre touches situées sur cette ligne permettent de simplifier le réglage de
la position (angle d’inclinaison) de chacune des roues ou de leurs éléments.
• « 0 » … règle l’angle nul
• « 180/z » … rotation de la roue d’un demi pas
• "/\" ... rotation de la dent (espaces) vers le haut (centrage du détail)
• "\/" ... rotation de la dent (espaces) vers le bas (centrage du détail)
Remarque : Il est nécessaire de régler à nouveau l’angle de rotation après chaque changement de sélection de détail [19.3].
Exemple du modèle 3D
L'information sur le réglage des paramètres de calcul et le choix de la langue peut être trouvée dans le document "Réglage des calculs, changement de langue".
Les informations générales sur la façon dont vous pouvez modifier et prolonger les cahiers de travail du calcul sont mentionnées dans le document "Modifications du cahier de travail (calcul)".
Type de traitement thermique
1...Non traité thermiquement, recuit normalisationnellement
2...Enrichi
3...Cémenté, durci, surface durcie
4...Nitrufié
ISO 6336-1:2006
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principles, introduction and general influence factors
- Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques a dentures droite
et hélicoidale - Partie 1: Principles de base, introduction et facteurs généraux
d'influence
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- Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 2: Calculation
of surface durability (pitting)
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et hélicoidale - Partie 2: Calcul de la résistance à la pression de contact (piqure)
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Výpočet trvanlivosti povrchu (pitting)
ISO 6336-3:2006
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Calculation of tooth bending strength
- Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite
et hélicoïdale - Partie 3: Calcul de la résistance à la flexion en pied de dent
- Výpočet únosnosti čelních ozubených kol s přímými a šikmými zuby - Část 3:
Výpočet pevnosti v ohybu zubu
ISO 6336-5:2003
- Calculation of load capacity of spur and helical gears – Part 5: Strength and
quality of materials
- Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite
et hélicoïdale – Partie 5: Résistance et qualité des matériaux
- Výpočet únosnosti čelních ozubených kol s přímými a šikmými zuby – Část 5:
Údaje o pevnosti a kvalitě materiálů
ISO 1265
- Metalic materials - Conversion of hardness values
- Matériaux métalliques - Conversion des valeurs de dureté
- Metallische Werkstoffe - Umwertung von Hartewerten
- Kovové materiály - Převod hodnot tvrdosti
ISO 1328-1:1997
- Cylindrical gears - ISO system of accuracy - Part 1: Definitions and allowable
values of deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth
- Engrenages cylindriques - Systéme ISO de precision - Partie 1: Définions et
valeurs admissibles des écarts pour les flanc homologues de la denture
- Toleranzensystem ISO - Teil 1: Toleranzen fur Flankenlinienabweichungen
- Čelní ozubená kola - Soustava přesnosti ISO - Část 1: Definice a mezní úchylky
vztažené na stejnolehlé boky zubů ozubeného kola.
ISO 1328-2:1997
- Cylindrical gears - ISO system of accuracy Part 2: Definitions and
allowable values of deviations relevant to radial composite deviations and
runout information
- Engrenages cyindriques - Systéme ISO de precision Partie 2: Definitions et
valeurs admissibles des ecarts composés radiaux et information sur le faux-rond
- Čelní ozubená kola - Soustava přesnosti ISO - Část 2: Definice a hodnoty
dovolenych úchylek relevantní k radiálním kinematickým úchylkám a informativně k
obvodovému házení.
ISO 1122-1:1998
- Vocabulary of gear terms - Part 1: Definitions related to geometry
- Vocabulaire des engrenages - Partie 1: Définitions géométriques
- Slovník termínů ozubení - Část 1: Definice vztahující se ke geometrii
ANSI/AGMA 2001-D04
AMERICAN NATIONAL STANDARD Fundamental Rating Factors and Calculation Methods
for Involute Spur and Helical Gear Teeth
AGMA 908-B89
Geometry Factors for Determining the Pitting Resistance and Bending Strength of
Spur, Helical and Herringbone Gear Teeth
ANSI/AGMA 2015- 1-A01
Accuracy Classification System - Tangential Measurements for Cylindrical Gears
ANSI/AGMA 2015-2-A06
Accuracy Classification System - Radial Measurements for Cylindrical Gears
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