Introduction - Construction Mécanique : Cours - TD

INTRODUCTION 1
DIFFERENTS TYPES DE COURROIES 5
PROCESS DE FABRICATION 28
LES POULIES 33
LES GALETS TENDEURS 41
DEMARCHES DE CALCULS 45
3 EXEMPLES LIES A L'AUTOMOBILE 57
CARNET D'ADRESSES 61
INTRODUCTION Introduction 2 Pourquoi choisir une courroie plutôt qu'une chaîne ? 3 Présentation du produit courroie Le câble 4
La gomme 4
Les nappes tramées 4
Le tissu 4 [pic] Introduction
Les courroies sont des organes de transmission, au même titre que les
engrenages ou les chaînes à rouleaux. Leur rôle est de transmettre la
puissance d'un organe tournant à un autre, c'est-à-dire le produit d'un
effort par une vitesse ou un couple.
Le principe de fonctionnement des courroies repose sur deux éléments
principaux :
( Une surface de contact, dont l'importance est fonction de son
coefficient de frottement, permettant de prélever le couple de la poulie
motrice, de le transmettre à l'armature de traction et, ensuite, de le
restituer aux poulies réceptrices de la transmission ;
( Une armature, capable de transformer l'effort tangentiel prélevé sur
la poulie motrice en un effort longitudinal de traction entre les poulies.
La combinaison de ces deux éléments caractérise l'effort transmissible,
celui-ci étant directement lié à l'absence de glissement du premier et à la
résistance à la traction du second. C'est pourquoi, actuellement, ces
éléments sont le plus souvent constitués, d'une part, d'un élastomère et,
d'autre part, de fibres synthétiques.
Bien qu'organe mécanique, la courroie permet, en raison de sa souplesse,
une certaine imprécision de réalisation qui évite d'avoir recours à des
solutions très sophistiquées donc beaucoup plus coûteuses. Mais si la
courroie est la solution la moins chère pour une transmission (absence de
lubrification), elle est aussi une application quasi universelle grâce à la
combinaison de ses différentes possibilités :
( Multiplication ou réduction du mouvement selon le diamètre des
poulies,
( Variation de vitesse avec des poulies à flasques mobiles,
( Inversion du sens de rotation par croisement des brins,
( Transmission à axes non parallèles avec des galets de renvoi,
( Débrayage avec un galet tendeur escamotable.
Par ailleurs, le principe de fonctionnement autorisant un glissement en
cas de surcharge, la courroie amortit les vibrations et absorbe les à-
coups, tout en servant de "fusible" en cas de blocage d'un élément de la
transmission. Phénomène souvent oublié lorsque le fusible a sauté, on a
tendance à lui attribuer pour cause un défaut de fabrication alors qu'une
destruction prématurée peut aussi traduire un défaut de conception de la
transmission. Comme en électricité, il ne suffit pas de mettre un fusible
plus résistant pour supprimer l'anomalie de fonctionnement. L'illustration
privilégiée de ces caractéristiques est le machinisme agricole où
pratiquement tous les mouvements sont assurés par des courroies.
Les courroies se sont considérablement améliorées depuis leur origine. Il
y eut d'abord la courroie plate, toujours appréciée pour les vitesses
linéaires élevées et les faibles diamètres d'enroulement. Puis la recherche
constante d'amélioration des performances et de l'encombrement des
transmissions a conduit à la création de la courroie trapézoïdale en 1900,
mais il fallut attendre la production industrielle des matériaux
synthétiques, fibres et élastomères, pour assister à la percée
technologique de cette solution dans les années cinquante.
Actuellement, on peut dire qu'aucun domaine n'échappe à la courroie : de
l'électroménager aux plus gros variateurs industriels, où une seule
courroie de 100 mm de largeur supporte jusqu'à 100 kW. Et le plus
remarquable est que la fiabilité a évolué dans le même sens que la capacité
de transmission de puissance.
Lorsqu'une courroie est correctement déterminée et utilisée, son
rendement est de l'ordre de 98 à 99%. Mais si les conditions de
fonctionnement diffèrent des conditions optimales, cette valeur peut
descendre jusqu'à 80%. On conçoit donc l'intérêt de calculer correctement
une transmission par courroies.
Pourquoi choisir une courroie plutôt qu'une chaîne ?
Chaîne :
Avantages : Très longue durée de vie,
Supporte des tensions élevées,
Supporte des conditions de travail plus rudes
(températures...).
Inconvénients : Bruit de fonctionnement,
Nécessité de lubrification,
Maintenance nécessaire.
Courroies :
Avantages : Peut atténuer les à-coups de fonctionnement,
Rendement élevé (jusqu'à 98%),
Grands rapports de transmission possible (1/60),
Niveau sonore réduit.
Inconvénients : Durée de vie inférieure à celle d'une chaîne,
Casse plus fréquente. Présentation du produit courroie
Dans une courroie coexistent divers éléments :
Le câble :
C'est l'armature de la courroie, l'élément indispensable qui permet le
transfert du couple et ainsi la transmission du mouvement. Il est composé
de fibres synthétiques (polyamide, polyester, aramide ou fibre de verre).
Lorsque l'on souhaite réaliser une armature de courroie, on considère
différentes propriétés du câble dont sa résistance en traction et en
torsion mais aussi sa contraction libre. En effet, les courroies
s'échauffent et il faut prévoir leur comportement, notamment maîtriser leur
allongement. Par exemple, une courroie synchrone qui s'allonge décalerait
totalement une distribution.
La gomme :
C'est l'élément de remplissage, assurant le volume de la courroie et
permettant l'entraînement (travail en cisaillement dans les courroies
synchrones et en effet de coin dans les courroies trapézoïdale). Elles sont
de plusieurs types (CR, SBR, EPDM...), chargées en fibre ou non suivant la
rigidité radiale que l'on souhaite leur donner.
Les nappes tramées :
Elles servent de renfort radial dans certaines compositions de courroies
mais également de lien entre plusieurs noyaux dans les courroies
multibrins.
C'est un ensemble de fils, orientés dans un sens chaîne et maintenus
entre eux à intervalle régulier par un fil trame.
Le tissu :
Il est utilisé dans l'enveloppage de courroies, pour assurer la cohésion
des différents constituants et l'aspect final des courroies enveloppées. On
l'utilise également dans les courroies sans enveloppage pour limiter
l'abrasion sur le dos des courroies.
C'est un tissu (coton ou polyamide) frictionné de caoutchouc sur ses deux
faces. DIFFERENTS TYPES DE COURROIES Courroies plates
a) Constitution 6
b) Avantages 7
c) Quelques applications
7 Courroies trapézoïdales
I - DEFINITIONS ET TERMINOLOGIE 8
a) Courroies classiques 9
b) Courroies étroites
9
c) Courroies larges
10
d) Courroies semi-larges
11
e) Courroies jumelées 11
II - CONSTITUTION
a) Courroies enveloppées
12
b) Courroies à flancs nus (ou sans enveloppage)
13
c) Caractéristiques physiques
14
d) Applications 14 Courroies striées
a) Définition et constitution
16
b) Avantages et applications 17 Courroies crantées ou synchrones
a) Définition et terminologie
19
b) Différents types de profils
20
c) Mesurage des courroies
21
d) Constitution des courroies
22
e) Domaines d'application
23 Autres types de courroies 25
a) Courroies hexagonales
25
b) Courroies trapézoïdales à bouts libres
25
c) Courroies de transport de matière
26
d) Courroies rondes
26 Quelle courroie vous faut-il ? 27
Courroies plates
Il existe un très grand nombre de courroies plates mais, cependant, nous
pouvons les diviser en deux catégories (figure 1) :
( Les courroies dites « sans fin », caractérisées par leur largeur,
leur épaisseur et leur longueur intérieure mesurée sous tension normale