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Procédé pour l'exécution d'engrenages.
L'invention concerne un procédé pour l'exécution d'engrenages, qui permet d'atteindre l'objectif consistant augmenter la longévité des engrenages, cela d'une manière con- nue en soi, par décalage du profil. Alors que, jusqu'à présent, le décalage des profils était opéré sous l'empire de la néces- sité, afin d'éviter la dépouille qui se présente au-dessous du nombre limite pratique des dents, la présente invention appli- que cette méthode à un degré sensiblement plus important et atteint une amélioration surprenante des engrenages, et cela nullement au prix de défauts quelconques, par exemple de
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l'affaiblissement des dents de la grande roue dentée, dans le cas d'un engrenage connu, dans lequel Qn pratique un décala- ge du profil en vue de renforcement des pieds des dents de la petite roue.
Il est vrai que l'on a déjà proposé des engrenages dans lesquels on a recherché et réalisé un renforcement des pieds des dents de la grande et de la petite roue (engrenage de Maag).
Toutefois, ces engrenages ne peuvent pas-être exécutés avec les outils et les machines courants et, de plus, présentent- encore d'autres différences par rapport aux engrenagesexécutés d'après le procédé selon l'invention.
Conformément à ce procédé, on décale le profil des dents avec renforcement des pieds de celles-ci, dans une me- sure telle que, tout en conservant la même distance entre axes, on supprime au moins deux dents par rapport au nombre de dents normal. On obtient ainsi, et indépendamment de la répartition de cette réduction du nombre total des dents sur les deux roues d'un engrenage, non seulement un renforcement des pieds des dents, mais encore une réduction des bras de levier travaillant à la flexion et une élévation de la composante de la pression unitaire, qui agit dans le sens de la réduction de la flexion unitaire, de sorte que la résistance en ce qui concerne la flexion statique et la flexion continue est sensiblement aug- mentée , voire multipliée.
D'autre part, l'abiaissment marqué des profils des deux roues par rapport à leurs cercles primitifs, détermine, outre une meilleure formation du profil (suppression de la dépouille et de la formation des facettes), un accroissement des rayons de courbure absolus et relatifs, et donc une diminution des contraintes superficielles, laquelle signifie à son tour une élévation de la résistance à l'usure continue.
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On peut empêcher que les dents de la petite roue ne deviennent pointues, en limitant le décalage du profil de cette roue de telle façon que, en tenant compte du raccourcissement du sommet de la dent, celle-ci présente encore une épaisseur minimum déterminée au sommet. Ces conditions sont remplies lorsque le décalage du profil est choisi tel que le cercle primitif et le cercle d'évidement ou de pied de la petite roue présentent la même grandeur. Le restant du décalage to- tal requis du profil incombe dans ce cas à la grande roue.
La denture selon l'invention est applicable aux engrenages cylindriques à denture droite et à denture oblique, aux engrenages hélicoïdaux et aux engrenages spiraux.
En réduisant le nombre de dents total de deux ou de trois unités, on peut toujours réaliser dans chaque cas qui se présente dans la pratique, et même avec une réduction de quatre unités dans des cas particuliers, un degré de recou- vrement de profils supérieur à un, ce qui est nécessaire eu égard à l'uniformité de la transmission, notamment dans les engrenages à denture droite.
La réduction du nombre total de dents de trois ou de quatre unités peut toujours être répartie sur les deux roues de telle façon que le rapport de transmission initial ne se trouve modifié que d'une fraction extrêmement réduite, négli- geable dans la plupart des cas de transmission d'effort ou de mouvement. En outre, les diamètres extérieurs de la grande et de la petite roue se modifient par l'application du nouvel engrenage dans une mesure si peu importante qu'il n'est pas nécessaire d'apporter des changements aux carters d'engrenages.
Les distances entre axes étant.conservées, les engrenages com- portant la nouvelle denture peuvent ainsi être substitués ai- sément aux engrenages usés à denture normale, dans des carters existants.
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Dans des cas particuliers, où il s'agit de res- pecter exactement un fapport de transmission, par exemple en vue d'imprimer à un organe entrainé chargé des déplace- ments en fonction exacte des déplacements de commande donnés d'un organe entraineur, on peut tailler le profil des dents, renforcé conformément à la diminution du nombre total des dents, sur des roues d'engrenage agrandies dans de telles proportions que la diminution du nombre des dents, fonction du décalage du profil, s'en trouve à nouveau neutralisée.
L'augmentation de la distance entre axes qui en résulte de- meure dans les limites jusqu'à 4-5% au maximum.
Dans le dessin annexé, on a représenté, en regard d'un engrenage normal, un engrenage exécuté selon l'invention., dans lequel le décalage du profil dans la petite roue s'élè- ve à plus un demi module et, dans la grande roue, à moins un demi module.
La figure 1 représente l'engrenage normal, et
La figure 2 le nouvel engrenage amélioré,établi selon le procédé de m'invention, les deux engrenages étant exactement à la même échelle, tandis que
Les figures 3 et 4 sont des secteurs fragmentaires des deux profils, également à une échelle exactement identique, mais plus grande que celle appliquée aux figures let 2.
Dans le procédé selon l'invention, on part du cal- cul habituel des dents, à savoir, soit que la distance entre axes est donnée et que les cotes de la grande roue sont dé- terminées par un pas ou une épaisseur de dents fixés par l'ef- fort à transmettre et, en considérantle nombre limite des dents de la petite roue, soit qu'un rapport de transmission donné détermine la grandeur des autres facteurs, à savoir le pas et la distance entre axes. En réduisant le nombre total des dents ainsi calculé d'un engrenage normal selon la figure
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1 de deux, trois ou quatre unités, on obtient le nouvel en- geenage amélioré.
Le mode de calcul qui doit dans ce cas faire suite au calcul normal d'engrenages est le suivant.
Pour l'exemple considéré, on supposera un engrenage nor- mal avec un nombre de dents total de 53, dont on peut attribuer 13 à la petite roue et 40 à la grande roue, conformément à un rapport de transmission d'environ 3 : 1. Pour améliorer l'en- grenage, on supprimera par exemple trois dents, pour réaliser en compensation un renforcement correspondant des dents restan- tes. La réduction du nombre de dents peut s'élever à une dent pour la petite roue et à deux dents pour la grande roue, de sorte que la petite roue comportera 12 dents et la grande roue 38.
De ce fait, et conformément à une règle généralement con- nue, la somme du décalage du profil pour les deux roues s'élè- vera a :
EMI5.1
Xl + = If- Bv 1 1 + Bv (I) Lorsque Bv = a-ao ; a ou ao L. (Zl + ), a o on obtient a = m (13 + 40); art = S (12 + 38) ou a désigne la distance entre axes dans le carter, ao la distance théorique entre axes m le module.
En transposant les valeurs admises dans l'équation (I). on obtient, dans cet exemple de calcul, un décalage total du profil de
EMI5.2
Xl + x = ls5 1/1 + 21 = 1,78 12+38
Cette somme du décalage total du profil de 1,78 m (modu- le) doit être répartie de cette façon que le degré.de décalage du profil soit de 0,84 m pour la grande roue et de 0,94 m pour la
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petite roue. En adoptant ces cotes, on obtient, en partant de l'engrenage normal de la fig. 1, un engrenage selon la fig .2, dans lequel le nombre des dents de la petite roue est ramené de 13 à 12 et celui de la grande roue de 40 à 48. Le rapport de transmission s'en trouve modifié dans une mesure si peu sensible qu'elle est négligeable pour les applications pra- tiques de la transmission d'efforts.
Comme le décalage total du profil de 1,78 m répond à la relation de base (équation I), la distance entre axes esg con- servée lors de. l'assemblage de ces roues à profil décalé.
Comme il ressort nettement de la comparaison des fig.3 et 4, dessinées à une échelle agrandie mais rigoureusement exacte, les pieds des dents des deux roues de la figure 4 sont sensiblement renforcés par rapport à ceux des roues de l'engre- nage selon la figure 3 . L'augmentation de l'angle d'engrènement w par rapport à Ó o détermine en même temps une modifica- tion de la diredtion de l'effort, laquelle a pour effet une réduction de la flexion unitaire. En entre, on remarque déjà à première vue que le patinage sur les flancs-: des dents de l'engrenage de la fig.4 est moins important que dans l'engrena- ge normal selon la figure 3.
La nouvelle forme renforcée du profil des dents selon l'invention est également applicable dans les cas particuliers, rares dans la pratique, où il s'agit de respecter exactement un rapport de transmission.
Le calcul de la distance modifiée entre axes qui doit *être prévue dans ce cas se présente, en se basant sur l'exemple de calcul ci-dessus, sous la forme suivante : a = a + m/2 ¯ Z; c'est à dire que, en considérant la réduc- tion, admise ci-dessus, du nombre total des dents de trois unités, on obtient : ao = a + m.3.
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Cette condition étant remplie, toutes les règles observées dans le premier exemple valent également pour ce dernier calcul.
Le procédé pour l'exécution d'engrenages selon l'invention ouvre une voie entièrement nouvelle permettant de réaliser une amélioration surprenante d'engrenages. En plus. de l'amélioration des diverses caractéristiques qui déterminent la longévité d'engrenages, ce procédé présente l'avantage par- ticulier de n'introduire aucune difficulté dans l'exécution pratique des dents, étant donné que la denture peut être exé- cutée de la manière usuelle et avec les outils et machines courants.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour l'exécution d'engrenages par renforcement du pied de la dent grâce à un décalage du profil, caractérisé en ce que le profil des dents est décalé dans une mesure telle, des avec un renforcement tel des pieds/dents que, la distance en- tre axes étant conservée, il est nécessaire de supprimer au moins deux dents par rapport au nombre de dents normal.