Engrenages roue et vis
Le système roue et vis permet d'obtenir de grands rapports de réduction dans un encombrement réduit.
Principe
- La vis (pignon menant) possède un ou plusieurs filets hélicoïdaux
- La roue (menée) possède une denture enveloppante
Caractéristiques
Avantages
- Grand rapport de réduction (jusqu'à 100:1)
- Compact
- Silencieux
- Irréversibilité possible
Inconvénients
- Rendement faible (frottement de glissement)
- Échauffement
- Usure de la roue (bronze)
- Nécessite une lubrification adaptée
Géométrie
Rapport de réduction
i = Z_roue / Z_vis
Où Zvis = nombre de filets (1, 2, 3 ou 4)
Entraxe
a = (m × (Z_roue + q)) / 2
Où q = quotient de diamètre de la vis = Dvis / m
Rendement
Le rendement dépend fortement de l'angle d'hélice γ et du coefficient de frottement μ :
η = tan(γ) / tan(γ + φ)
Où φ = arctan(μ) = angle de frottement
Valeurs typiques
| Nombre de filets | Angle γ | Rendement |
|---|---|---|
| 1 | 4° - 6° | 40 - 50% |
| 2 | 8° - 12° | 60 - 70% |
| 4 | 16° - 24° | 75 - 85% |
Irréversibilité
Le système est irréversible (autobloquant) si :
γ < φ
C'est-à-dire si l'angle d'hélice est inférieur à l'angle de frottement.
Matériaux
- Vis : Acier traité (cémenté ou trempé)
- Roue : Bronze (CuSn12, CuAl10Fe) ou fonte
Lubrification
Le régime de lubrification est principalement limite (contact métal-métal partiel).
Huile recommandée :
- Huile EP (extrême pression) synthétique
- Viscosité élevée (ISO VG 220 ou 320)
- Additifs antiusure
Montage
- Vérifier l'entraxe
- Aligner la vis avec le plan médian de la roue
- Régler le jeu de fonctionnement
- Contrôler la portée des dents