Roues de friction
Roues de friction
Cours ‐ Chapitre n°4 : Roues de friction
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1. Fonction
• Transmettre par adhérence, un mouvement de rotation entre deux arbres rapprochés.
• Les axes des deux roues peuvent être parallèles ou perpendiculaire.
2. Conditions de fonctionnement
2 Conditions de fonctionnement
Pour que l’entraînement mutuel des roues soit réalisé:
• le coefficient de frottement entre les deux roues doit être
important.
• la force pressante créant l’adhérence entre les deux roues doit
d it
être suffisante pour éviter le glissement entre les deux roues.
t l’ dhé
d
é
t
t
f
l
l
Valeurs de f (coefficient de frottement)
• Fonte sur fonte à sec :0.1 à 0.15
• Fonte sur papier à sec :0.15 à 0.2
• Fonte sur férodo à sec : 0.25
• Fonte sur cuir à sec: 0.20 à 0.30
• Fonte sur bois à sec: 0.20 à 0.40
Avantages:
Avantages:
• Fonctionnement silencieux
• Réalisation simple,
• Possibilité d’un grand rapport de vitesse.
• Le système peut être utilisé comme limiteur de couple : glissement entre les roues
Le système peut être utilisé comme limiteur de couple : glissement entre les roues
en cas de variation brusque du couple résistant.
Inconvénients:
• Efforts importants sur les paliers d’où usure.
• Transmission de faible puissance.
d f bl
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3. Rapports des vitesses, des couples et des puissances
Soient :
IOR
1 =
1
et
IOR
2 =
2
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(cid:137) Vitesses
Axes parallèles
Hypothèse: On suppose que la condition de roulement sans glissement
en I entre les roues (1) et (2) est vérifiée:
( )
( )
(
(
∈IV
)
)2/1
=
0
ω
2
ω
1
=
R
1
R
2
(cid:137) Puissances
P =
P =
2 P
P
1
C
C
(cid:137) Couples
C
2
C
1
=
R
2
R
1
ωω C
ωω C
=
=
2
1
1
2
Axes perpendiculaires
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4. Couple transmissible
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Nous allons déterminer le couple maximum que l’on peut obtenir sur la
roue réceptrice.
roue réceptrice
Le couple est transmis par l’effort tangentiel T qui agit sur le rayon R2.
On sait qu’à la limite du glissement, on a T = f.F
Donc le couple maximum transmissible vaut :
Donc le couple maximum transmissible vaut :
F
Axes parallèles
T
F
Cad
max
=
fFR
2
Axes perpendiculaires
avec :
f: coefficient d’adhérence
F: effort presseur
R1: rayon de la roue motrice
T
Si l’on veut augmenter la puissance transmissible, on peut:
• augmenter l’effort F presseur entre les roues
• augmenter le coefficient de frottement f
• augmenter le coefficient de frottement f
• augmenter le rayon des roues (peu intéressant)
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5. Réalisations
Les roues de friction sont utilisées essentiellement dans des transmissions à faible puissance (petits appareils
portables comme « Walkman », …), ou bien dans des variateurs de vitesse comme le modèle présenté ci‐
p
dessous.
),
p
,
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5. Réalisations
Le système « roues de friction» est composé généralement
• soit de deux roues de friction.
• soit d’un plateau en fonte et un pignon appelé «galet» dont la surface frottante est en bois, en cuir, en férodo ou
en aggloméré de liège.
Ces matériaux se présentent en rondelles, empilées et serrées.
(cid:137) Pignons cylindriques
Celle ci est formée de rondelles pressées les une contre les
autres et maintenues par des bagues filetées (fig.1) ou par
autres et maintenues par des bagues filetées (fig 1) ou par
des boulons munis de rondelles élastiques (fig.2)et (fig. 3)
Dans le cas du système de la figure (3):
•il est possible de faire varier le rapport des vitesses
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•il est possible de faire varier le rapport des vitesses.
•le galet doit être légèrement bombé.
Les figures (4) donnent un autre modèle (doc. Férodo), plus
Les figures (4) donnent un autre modèle (doc. Férodo), plus
économique mais moins résistant (diminution de moitié des charges,
vitesse périphérique plus limitée: 10 à 20 m/s) :
Fig 4 : Galet cylindrique avec garniture en Férodo
L emploi de deux galets intermédiaires, placés à la manière de coins,
L’emploi de deux galets intermédiaires placés à la manière de coins
permet de tenir les arbres fixes et double l’effort tangentiel transmis
(fig. 5).
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Fig. 5
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5. Réalisations
(cid:137) Pignons coniques
Dans le cas d’axes perpendiculaires, l’utilisation d’un galet conique permet d’augmenter la zone de contact ce qui
réduit la pression de contact et donc l’usure tout en évitant le glissement entre galet et plateau tout au long de la
ligne de contact (problème observé dans le cas d’utilisation de galet cylindrique non bombé).
Fig. 8 : Galet conique avec garniture en Férodo
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5. Réalisations
(cid:137) Roues à coin
L’emploi de roues à coin (fig.9) permet de réduire l’effort normal N, puisque
l’effort tangentiel est proportionnel à (N1+N2) mais la transmission n’est
plus correcte à cause de l’inégalité des rapports de vitesses en différents
p
points du contact.
Une forme courbe des génératrices permet de réduire cet inconvénient
(fig.10)
Dans le mécanisme de la figure 11 le galet (formé de deux plateaux) est
moteur. La roue peut être écartée ce qui débraye le rouleau sans qu’on
ait besoin d’arrêter le galet. Sur celui‐ci, remarquer la vis limitant le
rapprochement des flasques.
p
g
g
)
(
Fig. 10
Fig. 9
Fig 9
(cid:137) Roues a rainures multiples
Pour augmenter la puissance transmise par ce type de système, on utilise
des roues à rainures multiples (fig.12) afin de limiter la pression aux
contacts.
Fig. 12
Fig. 11
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