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REPUBLIQUE DU SENEGll 111IE.sm CHEIKH AlITA DIOPDE'" , Ecole Supérieure Polytec

REPUBLIQUE DU SENEGll 111IE.sm CHEIKH AlITA DIOPDE'" , Ecole Supérieure Polytechnique Centre de Thiès DEPARTEMENT GENIE ELECTROMECANIQUE , EN VUEDE['0BŒENJFION"nu IDiRtOMR'D'IN6ENIEltiR ]ECffiNOtOG~E Titre: Mise en évidence des phénomènes d'interférence dans les systèmes de transmission par engrenages. Auteur : Abdoulaye FaU Directeur : Ousmane Sow Année universitaire: 2005·2006 P.F.E. de Abdoulaye FaU, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. 1œrnerciernent Après avoir rendu grâce à Dieu, mes remerciements s'adressent tout d'abord à Monsieur Ousmane Sow, professeur en Génie Mécanique à l'Ecole Supérieure Polytechnique de Thiès, qui a assuré l'encadrement scientifique et la direction de ce mémoire de fin d'étude après m'avoir proposé le sujet: merci pour l'enrichissement scientifique que vous m'avez apporté et pour la confiance que vous m'avez accordée. Je remercie aussi tous les autres professeurs de l'école, qui durant trois années passées, ont su nous faire découvrir de nouvelles connaissances tant dans le domaine scientifique que dans l'humanisme. Cette page ne pourra jamais être tournée sans que je remercie en intégralité tous les étudiants de notre école avec qui j'ai passé des moments inoubliables de ma vie et tout ceci dans une parfaite harmonie. J'adresse une pensée toute particulière à tous mes promotionnaires avec qui j'ai partagé cette aventure. Ces remerciements sont également l'occasion pour moi de témoigner tout mon amour à ma famille qui m'a conduit jusque là, et sur qui je sais que je pourrai toujours compter. Merci à mes parents pour leur patience, sans doute redoublée ces trois dernières années, pour leur confiance et leur soutien constant. Enfin, tout au long de ces trois années, dans les moments de joie comme dans les instants de doute, une personne a toujours été à mes côtés et je ne saurai clore ce chapitre sans la citer: merci à ma chère Maman. P.F.E. de Abdoulaye FaU, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. lU.surné Le présent travail a pour objectif de mettre en évidence la présence des phénomènes d'interférence dans les systèmes de transmission de puissance par engrenages. L'étude est faite en intégralité à l'aide de Solidworks logiciel de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Etant des organes très sollicités, les engrenages jouent un rôle important dans les systèmes de transmission, et compte tenu de l'avènement de l'informatique durant ces dernières années beaucoup de problèmes d'ordre scientifique ont vu résolution, et le cas des interférences traité dans ce projet en est une parfaite illustration. La confection des engrenages nécessite une expérience et des connaissances scientifiques très étendues. Lors de leur fabrication, il arrive parfois, dans certaines conditions que le sommet des dents de l'outil entaille les pieds de dents de la roue à tailler; ce phénomène appelé interférence de taille entraîne une diminution très nette de la section basse des dents de la roue. Compte tenu de l'accroissement des charges et des vitesses dans les mécanismes, il est quelque fois indispensable d'éviter ce rétrécissement de la section des dents qui réduit la durée de vie de l'engrenage. Un autre type d'interférence peut être détecté pendant le fonctionnement même de l'engrenage, dans ce cas il y'a interpénétration de la matière des deux roues, ce qui conduit le blocage du mécanisme; seul un bon choix des paramètres del'engrènement permettra de l'éviter. Ainsi après l'étude théorique, nous avons mis en place un fichier pièce nous permettant d'instancier, pendant le taillage, les paramètres de base. Le taillage se fera à l'aide d'une succession d'Enlèvement de matière par extrusion (nommés Coup 0, Coup 1...) qui correspondent chacune à l'enlèvement de matière effectué par un passage de l'outil lors d'un taillage avec une crémaillère primitive. Une séquence d'équations lie les esquisses des différentes fonctions entre elles: en modifiant les caractéristiques (nombre de dents, module, déport, angle de pression, raccord de la crémaillère primitive) de la denture à générer, il est possible de visualiser, après reconstruction, le profil exact de la denture (y compris les " traces " d'outil) et de le comparer avec le profil théorique de la dent construite de manière géométrique. Mots clés: Solidworks, CAO, nombre de dents, module, angle de pression, raccord de la crémaillère primitive... 11 P.F.E. de Abdoulaye FaU, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. 'Tabre clés matières Remerciements .i Résumé .ii Table des matières .iii Liste des sigles et abréviations vi Liste des figures x Avant propos xii Introduction 1 Chapitre 1 : Généralités 3 1. Etude géométrique des Engrenages parallèles 5 1.1. Profil de la denture 5 1.2. Définition de la développante 5 1.3. Etude théorique de la développante 6 1.3.1 Equation de la développante en coordonnées polaires 6 1.3.2 Longueur de l'arc de développante 7 1.4. Les procédés ou modes d'obtention des dentures 7 a) Sans enlèvement de matière (sans copeaux) 7 b) Avec enlèvement de matière (avec copeaux 7 2. Génération d'un profil en développante 8 2.1. Présentation de la crémaillère de taillage 8 2.2. Processus de taillage 9 2.3. Mouvement de génération Il 111 P.F.E. de Abdoulaye FaU, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. 2.4. Caractéristiques géométriques d'une roue à denture_extérieure droite 11 2.5. Denture hélicoïdale .15 2.5.1 Mode d'obtention 15 2.5.2 Caractéristiques d'une denture hélicoïdale 16 Chapitre 2: Etude de la Continuité d'engrènement des roues à denture parallèle " 19 1. Engrenages parallèles extérieurs à denture droite 19 a) Début de l'engrènement 20 b) Point de contact en 1 20 c) Fin de l'engrènement 20 1.1. Calcul du rapport de conduite 21 1.2. Détermination du rayon actif de pied 24 2. Engrenages parallèles extérieurs à denture hélicoïdale 26 a)Longueur de recouvrement: gp 27 b) Rapport de conduite apparent et rapport total de conduite 27 c) Rapport de conduite apparent e a ••••..••..•.•.••.•...•.••••••••.••••••••.•..•••••.••••••.••••••27 d) Rapport de recouvrement apparent: & f3 ................................••........•..........27 3. Condition de fonctionnement des engrenages parallèles 28 3.1. Paramètres de fonctionnement d'un engrenage 28 3.2. Définition des conditions d'engrènement 29 Chapitre 3 : Mise en évidence des interférences 35 1. Interférence théorique 35 IV P.F.E. de Abdoulaye Fall, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. 2. Interférence de taillage 36 2.1. Interférence de taillage avec l'outil pignon 36 2.1.1 Existence d'une interférence de taillage .36 2.1.2 Détermination de la surface de raccordement de pied 37 2.2. Interférence de taillage avec l'outil crémaillère 38 2.2.1 Cas d'un outil à angles non arrondis .39 a) Présence d'interférence de taillage enfonction du déport .41 b) Présence d'interférence théorique enfonction de l'angle de pression .42 c) Présence d'interférence théorique enfonction du nombre de dents 43 2.2.2 Influence de l'arrondi au sommet des dents de l'outil .43 2.3. Interférence avec le profil de raccordement .45 3. Interférence de fonctionnement .45 3.1. Interférence primaire 45 3.2. Interférence secondaire 47 Chapitre 4 :Mise en application dans Solidworks .49 1. Mise en évidence de l'interférence de taillage .49 1.1. Présentation du Fichier Pièce .49 1.2. Journaux de conception 51 2. Mise en évidence de l'interférence de fonctionnement 58 2.1. Présentation de MotionWorks 58 2.2 Mise en application 59 v P.F.E. de Abdoulaye FaU, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electroméoanique. E.S.P. centre de Thiès. CONCLUSION GENERALE 66 RECOMMANDATIONS 67 vi P.F.E. de Abdoulaye FaU, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. Liste dés siBCes et abréviations a : Entraxe théorique a' : Entraxe de fonctionnement Ch : Cercle de base. db:' Diamètre de base. D2 : •••••••••••••Droite d'action T : Point de tangence avec le cercle de base. PM;e M :..... Coordonnées polaires du point M. H : Définit la position du point T. a : Angle de pression théorique a' : Angle de pression de fonctionnement inv : Fonction involute. L : .Longueur de l'arc de la développante di : Diamètre primitif Z : , Nombre de dents • •• a 3; a 3 ; a 3 :.Plan définissant la crémaillère da : Diamètre de tête. vii P.F.E. de Abdoulaye FaU, Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. ha : Saillie de la dent. df : Diamètre de pied hl : Creux de la dent h : Hauteur de la dent Po : Pas au primitif. So : Epaisseur de dent au primitifde taillage. E; : .Intervalle entre deux dents consécutives au primitifde taillage. S : Epaisseur curviligne d'une dent au diamètre di Pb : Pas de base. P, : Pas au primitif mesuré sur le plan réel mn : Module mesuré sur le plan réel (denture hélicoïdale) f3 : Angle d'inclinaison d'hélice (denture hélicoïdale). ml : Module mesuré sur le plan apparent (denture hélicoïdale). an : Angle de pression mesuré dans le plan réel. al : Angle de pression mesuré dans le plan apparent. I;.T 2 : Droite d'action. 1 : Point de contact. gf : Longueur d'approche. Vlll P.F.E. de Abdoulaye FaU,Diplôme d'Ingénieur de Conception, Génie Electromécanique. E.S.P. centre de Thiès. aJ : Arc d'approche. P; ; P2 : Profil en contact. g a : Longueur de retraite. aa : Arc de retraite. a a : Arc de conduite. AB : Longueur d'action. Ga: Rapport de conduite. N : Rapport entre le nombre de dents et le uploads/Ingenierie_Lourd/ mi-moire.pdf