Guide du dimensionnement des pignons et de l'adaptation des chaînes pour la transmission de puissance

Dans les systèmes de transmission industriels, l'alignement parfait entre les pignons et les chaînes est crucial pour assurer un fonctionnement efficace et stable de l'équipement. En tant que composants essentiels de la transmission de puissance, l'adaptation dimensionnelle précise des pignons et des chaînes est primordiale. Cependant, dans les applications pratiques, des défauts d'adaptation des dimensions des pignons et des chaînes se produisent fréquemment en raison de divers facteurs, allant d'une réduction du rendement de la transmission à des dommages matériels, voire des incidents de sécurité.

Ce guide complet fournit des méthodologies détaillées pour la mesure des dimensions des pignons et la sélection des chaînes, couvrant les connaissances fondamentales sur les pignons, les techniques de mesure, la détermination du dimensionnement des chaînes et les pratiques de maintenance pour garantir des performances optimales du système de transmission.

Un pignon est une roue mécanique dentée conçue pour s'engager avec une chaîne pour la transmission de puissance. Il convertit le mouvement de rotation en mouvement linéaire ou vice versa, trouvant des applications dans les systèmes de convoyeurs, les vélos, les motos et les moteurs automobiles.

Les fonctions clés comprennent :

• Transmission de puissance entre les arbres
• Modification de la vitesse grâce à la variation du nombre de dents
• Changement de direction à l'aide de plusieurs configurations de pignons
• Synchronisation de plusieurs arbres

Matériaux de pignons courants :

• Acier : Haute résistance et résistance à l'usure (acier au carbone, acier allié)
• Aluminium : Léger avec résistance à la corrosion pour les applications légères
• Plastiques : Réduction du bruit et résistance à la corrosion pour les scénarios à faible charge

Procédés de fabrication :

• Coulée pour une production de masse rentable
• Forgeage pour les applications à haute résistance
• Usinage pour les composants de précision

Classification par :

• Profil de dent : Standard par rapport à spécial (par exemple, conceptions réduisant le bruit)
• Construction : Corps plein par rapport à corps divisé (pour une installation plus facile)
• Application : Transmission de puissance par rapport à la manutention

• Réduction du rendement de la transmission (jusqu'à 15 à 20 % de perte d'énergie)
• Usure accélérée des composants (dégradation 2 à 3 fois plus rapide)
• Augmentation du bruit de fonctionnement (10 à 15 dB plus élevé)
• Risques potentiels pour la sécurité et temps d'arrêt imprévus

• Sélection optimale de la chaîne pour un maillage parfait
• Durée de vie des composants 30 à 50 % plus longue
• Réduction des coûts de maintenance de 20 à 30 %
• Fiabilité et sécurité accrues du système

Paramètres de mesure essentiels (à l'aide de pieds à coulisse calibrés) :

La distance de centre à centre entre les broches de chaîne adjacentes, généralement mesurée par incréments de 1/8 " selon les normes ANSI. Cette dimension fondamentale détermine le poids de la chaîne et la capacité de résistance.

Protocole de mesure : Moyenne de plusieurs mesures sur des sections de chaîne non usées

La dimension verticale des plaques latérales de la chaîne. Des mesures intérieures/extérieures cohérentes indiquent des chaînes standard, tandis que des variations nécessitent des considérations de commande spéciales.

Mesurée sur les plaques intérieures et extérieures, en notant les différences potentielles selon les normes ISO/DIN. Les chaînes robustes présentent des plaques plus épaisses sans changements dimensionnels.

Essentiel pour identifier les chaînes non standard qui nécessitent des pignons spéciaux.

Pour les chaînes avec rouleaux, mesurer le diamètre du composant cylindrique. Les chaînes sans rouleaux nécessitent plutôt la mesure du diamètre de la douille.

La longueur axiale des rouleaux entre les plaques latérales. Pour les chaînes sans rouleaux, mesurer la largeur de la plaque intérieure.

A un impact direct sur les rapports de vitesse/couple. Des nombres plus élevés réduisent la vitesse tout en augmentant le couple.

Les profils courants incluent :

• Standard (usage général)
• Involute (haute vitesse/charge lourde)
• Arc circulaire (applications sensibles au bruit)

Doit correspondre aux dimensions de l'arbre pour un montage correct.

À titre de référence générale, non essentiel pour la sélection de la chaîne.

Systèmes d'identification standard :

• ANSI : Codes à deux chiffres (par exemple, 40, 50) indiquant le pas et le type
• ISO : Codes à trois caractères (par exemple, 08B) indiquant le pas, le type et le nombre de brins

• Capacité de charge (statique + dynamique)
• Limitations de vitesse de fonctionnement
• Conditions environnementales (température, contaminants)
• Exigences de lubrification

• Brossage manuel
• Systèmes d'alimentation goutte à goutte
• Immersion dans un bain d'huile
• Application par pulvérisation

• Brossage mécanique
• Lavage au solvant
• Nettoyage par ultrasons

• Modèles d'usure (crochets, amincissement)
• Adéquation de la tension (limite d'allongement de 2 à 4 %)
• Évaluation de la déformation
• Contrôles de l'intégrité structurelle

• Tension optimale : 1 à 2 % de la distance centrale
• Tolérance d'alignement : ±0,5° de désalignement angulaire
• Seuils de remplacement : allongement du pas de 3 % ou dommages visibles

Causes : Jeu excessif, composants usés ou interférence de corps étrangers

Solutions : Retensionner selon les spécifications, remplacer les pièces usées, nettoyer les surfaces d'engagement

Causes : Surcharge, fatigue, corrosion ou défauts de fabrication

Solutions : Améliorer la classification de la chaîne, mettre en œuvre des calendriers de remplacement, appliquer des revêtements protecteurs

Causes : Lubrification inadéquate, désalignement, contamination abrasive ou matériaux de qualité inférieure

Solutions : Mettre en œuvre un régime de lubrification approprié, réaligner les composants, installer des couvercles de protection

La mesure de précision et la sélection appropriée des chaînes constituent le fondement de systèmes de transmission de puissance fiables. Ce guide fournit des méthodologies complètes pour optimiser les performances tout en minimisant les exigences de maintenance. Les technologies émergentes continuent de faire progresser les capacités des pignons et des chaînes grâce à des matériaux améliorés, des traitements de surface et des systèmes de surveillance intelligents.

• ANSI B29.1 (Normes des chaînes à rouleaux)
• ISO 606 (Spécifications des chaînes à rouleaux de précision)
• DIN 8187 (Normes d'ingénierie allemandes)