La transmission de puissance par chaîne

Conception de l’installation

Nous avons déjà, dans les paragraphes précédents, évoqué au passage quelques impératifs à respecter dans la conception d’une installation tels que les nombres de dents minimal et maximal des roues et pignons, et leur précision dimensionnelle et géométrique pour éviter les problèmes vibratoires et d’engrènement. On les retrouvera ci avant où ont été regroupées, par organes, les principales règles que le concepteur se doit de suivre pour assurer la fiabilité de son projet.

Disposition générale

Dans le cas d’une transmission à deux pignons, la droite joignant leurs centres sera, de préférence, horizontale ou fera avec l’horizontale un angle inférieur à 60°. Dans les autres cas, et a fortiori pour une installation verticale, des précautions sont à prendre pour assurer un bon engrènement sur le pignon inférieur. La distance de deux pignons devra avoir une valeur comprise entre 30 et 80 fois le pas de la chaîne choisie, une valeur entre 45 et 50 fois étant considérée comme idéale. Il faudra s’assurer que dans le cas de distance faible et de fort rapport de transmission, l’angle d’enroulement sur le plus petit pignon ne soit pas inférieur à 120°. Dans le cas contraire, il faudra prévoir un galet sur le brin mou pour augmenter l’angle d’enroulement. La distance de deux pignons sera choisie si possible de sorte que la longueur du brin tendu ne soit pas égale à un nombre entier de pas. Le parallélisme des arbres devra être assuré avec le plus de rigueur possible. Un défaut de parallélisme a les mêmes conséquences qu’un mauvais alignement des pignons, exposées ci-dessous.

Roues et pignons

Le nombre de dents des pignons devra être supérieur ou égal à 17, et même à 21 dans les applications difficiles. Le nombre de dents des roues devra être inférieur à 120, cette limite pouvant être encore réduite dans le cas d’une usure admissible supérieure à 1,5 %. Il sera préférable que les nombres de dents des pignons et des roues, et également des maillons de la chaîne, soient premiers entre eux.
La précision dimensionnelle et géométrique de réalisation devra au moins être conforme à ce que stipulent les normes, sachant que pour des applications difficiles, en particulier pour des vitesses importantes, il sera prudent de réduire sensiblement les tolérances sur :
_le diamètre de fond de dents (déterminant le pas), son parallélisme et son excentration par rapport à l’axe de l’alésage de fixation ; prendre garde que le jeu dans cet alésage et le clavetage ne compromettent pas ces grandeurs après montage.
_le voile des faces latérales de la denture.
_le profil de la denture et, en particulier, le rayon en fond de denture.
Le montage des pignons et roues, ne devant pas perturber leurs qualités intrinsèques, devra garantir également leur alignement. Dans le cas où le mouvement longitudinal d’un ou plusieurs arbres ne peut être évité (par exemple, mouvement dû à la réaction d’induit d’un moteur électrique), il faudra aligner les pignons soit sur leur position moyenne, soit sur leur position d’équilibre lorsqu’elle est connue.
La qualité de l’alignement des roues et pignons est particulièrement importante pour le bon fonctionnement des chaînes multiples en raison de leur raideur transversale. Les conséquences d’un mauvais alignement seront :
— une usure latérale des dents des roues et pignons ;
— une usure latérale des plaques intérieures de la chaîne ;
— des points durs dans les articulations de la chaîne par déplacement des plaques intérieures venant frotter contre les plaques extérieures, ce qui conduit généralement à la destruction complète de la chaîne ;
— une mauvaise répartition des efforts sur les différentes plaques de chaîne dont la résistance, en particulier la limite en fatigue, s’en trouve sensiblement diminuée.
La matière des roues et pignons, sa dureté et son éventuel traitement thermique seront choisis avec soin en collaboration avec le fabricant de chaînes, en particulier pour les transmissions à grande vitesse et/ou aux limites de la puissance transmissible.

Tension et guidage

Si l’entraxe n’est pas réglable et s’il n’est pas possible, techniquement ou économiquement, de prévoir un système de tension, il faudra au moins adjoindre des patins et guides le long des brins afin de limiter les amplitudes des vibrations transversales de la chaîne.
Dans le cas d’entraxe fixe, sa valeur devra, bien entendu, être la plus proche possible de la valeur théorique correspondant à la longueur de la chaîne, en s’assurant néanmoins que la chaîne ne soit pas sur tendue compte tenu des tolérances. Le système de tension du brin mou est généralement constitué par un patin à garniture de frottement en matière plastique ou par un pignon fou (galet) :
— le patin devra avoir la plus grande longueur possible pour réduire la longueur libre de la chaîne ; cela est vrai également pour un patin fixe appliqué contre le brin tendu.
— le galet sera placé au voisinage du petit pignon pour augmenter son angle d’enroulement et parce qu’il est généralement la principale source de vibrations par son effet polygonal plus prononcé. Cependant, dans le cas d’une installation à axe vertical, le galet de tension sera placé au voisinage du pignon inférieur qu’il soit ou non le plus petit. L’angle d’enroulement de la chaîne sur le galet fou ne devra pas être inférieur à 60°.
_ La course du dispositif de tension, qu’il soit à action manuelle ou automatique, devra être compatible avec l’accroissement de la flèche du brin mou dû à l’usure permise à moins que, inversement, on ne limite l’usure justement pour des impératifs de capacité du dispositif de tension.
_ Prendre garde, dans le cas de dispositifs automatiques de tension, en particulier ceux dont l’effort de poussée proviennent d’un ressort ou d’un contrepoids, à ce que leur fréquence propre ne soit pas égale à l’une ou l’autre fréquence des phénomènes excitateurs tels l’effet polygonal et l’excentration des pignons.