Qu’est-ce qu’une roue à vis sans fin ?
Les engrenages à vis sans fin sont un type d’engrenage à vis. Il s’agit de la combinaison d’une vis sans fin, qui est un arbre denté fileté, et d’une roue à vis sans fin, qui est un engrenage hélicoïdal dont l’axe de rotation est à 90° par rapport à l’axe de la vis sans fin.
La roue à vis sans fin est mise en rotation pour alimenter et faire tourner les dents de la roue qui s’engrènent avec la vis sans fin.
Utilisations des roues à vis sans fin
Les roues à vis sans fin sont utilisées en combinaison avec des vis sans fin en tant qu’engrenages. Cela signifie qu’elles ne peuvent pas être utilisées en combinaison avec d’autres engrenages que des vis sans fin.
Les engrenages à vis sans fin sont des arbres orthogonaux qui peuvent transmettre de la puissance en changeant la direction des axes rotatifs d’entrée et de sortie de 90°, et peuvent produire de grands rapports de réduction même avec de petits engrenages. Ils sont donc utilisés dans une grande variété de domaines et d’appareils, tels que les bandes transporteuses dans les équipements industriels, les vérins à vis, les systèmes de direction dans les volants automobiles, les entraînements d’essuie-glace, les mécanismes de pivotement dans les ventilateurs électriques, les distributeurs de matériaux dans les équipements de production alimentaire et pharmaceutique, les boîtes à musique et les chevilles d’instruments à cordes.
1. Machines-outils
Utilisés dans les machines-outils telles que les tours et les fraiseuses. Ils peuvent fournir le couple élevé nécessaire pour couper et fraiser le métal et pour effectuer des mouvements de positionnement précis.
2. Convoyeurs
Couple élevé pour le déplacement de charges lourdes et le déplacement en douceur des courroies.
3. Ascenseurs
Utilisés dans les dispositifs de levage pour les cages d’ascenseur. Ils fournissent la puissance nécessaire au levage et à l’abaissement de charges lourdes et à un fonctionnement en douceur.
4. Systèmes de direction automobile
Utilisés dans les systèmes de direction assistée des voitures, des camions et d’autres véhicules. Les engrenages à vis sans fin sont utilisés dans certains réducteurs de direction assistée.
5. Treuils
Les engrenages à vis sans fin sont utilisés dans certains treuils. Ils produisent un couple élevé et peuvent soulever de lourdes charges.
Principe de la roue à vis sans fin
Une roue à vis sans fin est un engrenage hélicoïdal qui s’insère dans une rainure en spirale usinée dans la vis sans fin. Il s’agit d’engrenages hélicoïdaux, ou “helical gears” en anglais, qui sont des engrenages cylindriques avec une denture en spirale.
Les rainures taillées en oblique s’engrènent avec la forme des engrenages, ce qui entraîne un glissement et un frottement importants lorsque les engrenages s’engrènent l’un dans l’autre. De plus, lorsqu’ils tournent à grande vitesse, les flancs des dents s’échauffent sous l’effet de la chaleur de frottement. Il est donc nécessaire d’utiliser différents matériaux, tels que le métal dur pour la vis sans fin et le métal mou pour la roue à vis sans fin, afin de réduire le coefficient de frottement.
Dans les engrenages à vis sans fin, lorsque la vis est mise en rotation, les rainures en spirale de la vis tournent. Les dents de la vis sans fin appuient alors sur les dents coniques de la roue à vis sans fin, ce qui transmet la rotation à la roue à vis sans fin et la fait tourner.
L’engrenage à vis sans fin peut tourner dans les deux sens (c’est-à-dire dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, vu du côté de l’arbre d’entrée). Ceci peut être réalisé en sélectionnant le sens de rotation de la roue à vis sans fin (gauche ou droite). Lorsque l’engrenage à vis sans fin tourne, une charge de poussée agit sur la roue à vis sans fin dans la direction du centre de la roue à vis sans fin et de l’arbre à vis sans fin. Le sens de la charge de poussée sur la roue à vis sans fin dépend donc du sens de rotation de l’arbre d’entrée et du sens de la torsion de la vis sans fin.
Types de roues à vis sans fin
1. Classification des roues à vis sans fin en fonction de leur forme
Les engrenages à vis sans fin sont classés dans les types suivants en fonction de la forme de la vis sans fin et de la roue à vis sans fin.
Roues à vis sans fin cylindriques
Utilisées dans la plupart des cas, les surfaces des dents sont en contact linéaire les unes avec les autres et ont une capacité de transmission moyenne.
Roues à vis sans fin à tambour
Les formes spéciales nécessitent une grande précision de fabrication, les flancs des dents sont en contact les uns avec les autres et ont une capacité de transmission élevée.
2. Nombre de dents de l’engrenage à vis sans fin
Le nombre de dents de l’engrenage à vis sans fin indique le nombre de dents sur la vis sans fin, ce qui peut être confirmé en regardant la face frontale de la vis sans fin et en vérifiant le nombre de dents par circonférence de l’arbre : 1 dent pour une dent simple, 2 dents pour une dent double.
Le nombre de dents de la vis sans fin et leurs caractéristiques sont les suivants :
Dent simple
La vis sans fin a une dent et la roue vis sans fin a le même nombre de dents. La roue à vis sans fin tourne d’une dent par tour de vis. Le rapport de réduction est relativement faible et la transmission du couple est stable.
Démarrage multiple
La vis sans fin a plusieurs dents et la roue vis sans fin a le même nombre de dents. La roue à vis sans fin tourne de deux dents par tour de vis sans fin. Le rapport de réduction est plus important qu’avec une seule vis sans fin, ce qui permet une plus grande transmission du couple, mais réduit le risque d’autoblocage.