La durée de vie en fonction des efforts radiaux

Capacité de couple d’un réducteur planétaire en fonction des charges appliquées sur l’arbre de sortie

Les réducteurs planétaires sont souvent sélectionnés uniquement sur la base des valeurs de couple nominal figurant dans les catalogues des fabricants. Cette approche peut toutefois être trompeuse:

• Un réducteur planétaire ne possède pas un couple unique et figé : le couple admissible dépend en réalité de la durée de vie requise et des conditions réelles d’utilisation. Les charges appliquées sur l’arbre de sortie ont, en particulier, une influence majeure sur le couple utilisable.
• Le type d’élément de transmission monté sur l’arbre de sortie détermine directement les efforts radiaux et axiaux appliqués au réducteur, et donc sa durée de vie et son couple admissible.

Parmi les configurations les plus courantes :

• Les engrenages droits (par exemple dans une transmission pignon-crémaillère) génèrent des efforts radiaux dépendant de leur diamètre primitif.

• Les pignons hélicoïdaux introduisent des efforts axiaux supplémentaires en plus des charges radiales.

• Les transmissions par courroie et poulie ne génèrent pas d’efforts axiaux, mais la tension de la courroie crée un moment de basculement significatif qui doit être soigneusement pris en compte lors du dimensionnement.

• Les roues (comme dans les applications d’AMR) appliquent un effort radial décalé par rapport à la position de référence, généralement le centre de l’arbre. Dans ce cas, les valeurs catalogue de charges radiales admissibles ne sont plus applicables. Une validation par calcul est alors indispensable pour garantir un dimensionnement correct.

Sensibilité des engrenages internes au désalignement

Les systèmes d’engrenages sont extrêmement sensibles au désalignement. Dans tout réducteur planétaire, les efforts appliqués sur l’arbre de sortie provoquent la compression des roulements de sortie. L’arbre se déforme alors soit par flexion (dans les conceptions à double support), soit par basculement autour des roulements (dans les constructions en porte-à-faux).

Ces déformations engendrent des contraintes supplémentaires dans l’engrènement : augmentation des pressions de contact entre les planètes et la couronne intérieure, ainsi qu’une sollicitation accrue des roulements à aiguilles logés dans les planètes. En conséquence, le film d’huile entre les composants en contact se rompt à des niveaux de couple plus faibles, ce qui accélère l’usure et réduit la durée de vie.

Ainsi, le couple transmissible pour une durée de vie donnée diminue à mesure que les forces externes appliquées sur l’arbre de sortie augmentent.

La courbe couple/charge présentée ci-dessous illustre clairement la diminution du couple admissible lorsque les efforts radiaux ou axiaux augmentent.

Étant donné qu’aucune valeur de couple unique ne peut être considérée comme valable pour toutes les applications, nous recommandons vivement de nous consulter lors du choix de votre réducteur. Notre équipe d’ingénierie s’appuie sur des outils de calcul avancés afin de fournir des recommandations fiables, spécifiques à chaque application, et de garantir des performances durables et une sécurité optimale