Types d'engrenages et domaines d'application industrielle
Les engrenages industriels constituent le moyen le plus fiable de transmettre un couple et un mouvement de rotation avec un rapport précis entre deux arbres. L'engrenage droit a denture parallele est le plus simple a fabriquer par taillage a la fraise module ou par mortaisage. Il convient aux transmissions mécaniques a vitesse modérée ou la précision du rapport est prioritaire sur le niveau sonore. L'engrenage helicoidal, dont les dents sont inclinées de 15 a 30 degrés par rapport a l'axe, offre un engagement progressif qui reduit le bruit et les chocs de denture : il est privilege dans les reducteurs industriels a forte puissance et les boîtes de vitesses de machines-outils CNC.
Le calcul d'un reducteur engrenage commence par la détermination du module (de 1 a 25 selon la puissance), du nombre de dents, de l'angle de pression (20 degrés pour les profils evolventiques normalises) et de la largeur de denture. Les tolerances ISO de qualité de denture, de IT5 a IT9, definissent les ecarts admissibles sur le pas, le profil et l'helice. Les aciers de cementations (16MnCr5, 20MnCr5) traites par cementation et trempe atteignent des dureté superficielles de 58-62 HRC qui garantissent une longue transmission mécanique en fatigue de contact (pitting). Pour les engrenages coniques a denture spiroconique, la fabrication nécessité des machines spécifiques Gleason ou Oerlikon.
La lubrification du reducteur engrenage est critique pour la durée de vie des flancs de dents. Les huiles pour engrenages de classe ISO VG 150 a VG 460 selon la vitesse périphérique sont injectées sous pression ou par barbotage selon la conception du carter. L'analyse périodique de l'huile (teneur en fer, cuivre, plomb et indice d'acidité) détecté l'usure précoce des transmissions mécaniques avant l'apparition de dommages. Le remplacement de l'huile tous les 4 000 a 8 000 heures et le contrôle du jeu de denture en exploitation font partie des éléments cles du plan de maintenance preventive des reducteurs industriels.
