La plupart des véhicules à propulsion arrière et à traction intégrale sont équipés de boîtes de vitesses qui tournent et modifient le couple.La base de ces boîtes de vitesses sont des paires coniques - découvrez tout sur ces mécanismes, leurs types, leur conception et leur fonctionnement, ainsi que leur choix et leur remplacement corrects, dans l'article.
Qu'est-ce qu'une paire conique ?
Une paire conique est un type de transmission à engrenages de véhicules et autres équipements, formé de deux engrenages coniques dont les axes sont situés à un angle (généralement droit) l'un par rapport à l'autre.
Dans les transmissions de véhicules, de tracteurs et de machines, ainsi que dans divers équipements, il est souvent nécessaire de modifier la direction du flux de couple.Par exemple, dans les véhicules à propulsion arrière, le couple transmis par l'arbre de transmission est perpendiculaire à l'axe de l'essieu, et ce flux doit pivoter de 90 degrés pour entraîner les roues.Dans les tracteurs à roues MTZ dotés d'un essieu moteur avant, la direction du flux de couple doit être tournée trois fois de 90 degrés, car les essieux des roues sont situés en dessous de l'axe de la poutre de poteau.Et dans de nombreuses unités, machines et équipements, le flux de couple doit être tourné plusieurs fois sous différents angles.Dans tous ces cas, un train d'engrenages spécial basé sur deux engrenages coniques est utilisé - une paire conique.
Une paire conique a deux fonctions principales :
- Rotation du flux de couple selon un angle particulier (le plus souvent 90 degrés) ;
- Modification de la quantité de couple.
Le premier problème est résolu par la conception des engrenages de la paire conique, dont les axes sont situés à un angle les uns par rapport aux autres.Et le deuxième problème est résolu en utilisant des engrenages avec un nombre de dents différent, ce qui permet de former un train d'engrenages avec un rapport de démultiplication particulier.
Les paires coniques jouent un rôle clé dans le fonctionnement de nombreux mécanismes de transmission et autres systèmes. Si l'un ou les deux engrenages s'usent ou se cassent, la paire entière doit être remplacée.Mais avant d'acheter une nouvelle paire conique, vous devez comprendre la conception de ce mécanisme, ses types existants, ses caractéristiques et ses caractéristiques de travail.
Types et conception de paires coniques
Toute paire de biseaux se compose de deux engrenages ayant une forme biseautée des surfaces initiales et des axes d'arbre qui se croisent.C'est-à-dire que les engrenages de la paire ont une forme biseautée et sont situés à des angles droits ou différents les uns par rapport aux autres.
Les paires de biseaux diffèrent par la forme des dents et la disposition des engrenages les uns par rapport aux autres.
Il convient de noter que les engrenages de la paire conique, selon le but, ont leur propre nom :
● L'entraînement n'est qu'une roue dentée ;
● L'esclave est un engrenage.
Selon la forme des dents, les paires coniques sont :
● Avec des dents droites ;
● Avec des dents courbées ;
● Avec des dents circulaires ;
● Avec dents tangentielles (obliques).
Les engrenages à dents droites sont de conception la plus simple : ils sont coupés parallèlement à l'axe de la roue.Les dents circulaires sont plus complexes, elles sont taillées autour de la circonférence d'un diamètre particulier.Les dents tangentielles (ou obliques) sont similaires aux dents droites, cependant, elles sont déviées de l'axe de l'engrenage.Les plus complexes sont les dents curvilignes dont le handicap est fixé par diverses formules (fonctions).Une telle variété dans la forme des dents des engrenages coniques s'explique par des différences dans la capacité de charge des engrenages et leur bruit.Les engrenages à dents droites supportent le moins de charges, ils sont aussi les plus bruyants.Les engrenages à dents obliques sont moins bruyants et fonctionnent plus facilement.Et les engrenages à dents courbes et circulaires peuvent supporter les charges les plus importantes, ils sont également les moins bruyants.
Selon la position relative des engrenages, les paires sont divisées en deux grands groupes :
● Ordinaire, avec les sommets coïncidents des surfaces initiales des engrenages (c'est-à-dire que si vous imaginez les engrenages en forme de cônes, alors leurs sommets convergeront en un point) ;
● Hypoïde, avec des sommets déplacés des surfaces initiales des engrenages.
Coniquepaire avec dent circulairePaire conique hypoïde à dent courbée
Dans le premier cas, les axes des engrenages sont situés dans un plan, dans le second - dans l'un des plans, les axes sont décalés.Les engrenages hypoïdes ne peuvent être composés que d'engrenages coniques à dents obliques ou courbes, ils ont une capacité de charge élevée et fonctionnent presque silencieusement.
Les engrenages coniques peuvent être réalisés en même temps que l'arbre ou séparément de celui-ci.Habituellement, l'arbre a des engrenages de petit diamètre, les grands engrenages des boîtes de vitesses de l'essieu moteur ont un grand trou interne pour le montage sur le carter de différentiel.Les engrenages sont fabriqués à partir de qualités d'acier spéciales utilisant diverses technologies - tournage et fraisage, moletage, estampage suivi de moletage, etc. Les paires coniques nécessitent une lubrification constante pour leur fonctionnement et des marques spéciales de graisses sont utilisées dans les engrenages hypoïdes.
Performances et standardisation des engrenages coniques
Parmi les principales caractéristiques des engrenages coniques, il convient de souligner :
● Rapport de démultiplication - calculé à partir du rapport entre le nombre de dents de l'engrenage et celui de la roue (il se situe généralement entre 1,0 et 6,3, bien qu'il puisse différer considérablement) ;
● Modules circonférentiels normaux et externes moyens ;
● Dimensions géométriques des engrenages.
Il existe également d'autres paramètres des engrenages coniques, mais pendant le fonctionnement ou pour réparer des boîtes de vitesses ou d'autres mécanismes, ils ne sont pratiquement pas utilisés.
Il convient de noter qu'en Russie, les caractéristiques et les caractéristiques de conception des engrenages coniques sont normalisées, les engrenages et les mécanismes eux-mêmes sont fabriqués conformément à GOST 19325-73 (commun à tous les engrenages basés sur des engrenages coniques), 19624-74 (engrenages droits ), 19326-73 (engrenages à dents circulaires), GOST 1758-81 et autres.
Applicabilité des paires coniques dans les véhicules
Les engrenages coniques sont le plus souvent utilisés dans les boîtes de vitesses des transmissions de véhicules à diverses fins :
La paire de biseaux est l'une des bases de la boîte de vitesses de l'essieu moteur
● Comme engrenage principal dans les boîtes de vitesses des essieux moteurs des véhicules à propulsion arrière et à traction intégrale.Typiquement, une telle transmission se présente sous la forme d'une paire d'engrenages de tailles différentes dont l'un (esclave) est monté directement sur le carter de différentiel.L'engrenage simple entraînement est réalisé avec l'arbre, l'engrenage double est réalisé avec un arbre et un autre engrenage (conique ou cylindrique) ;
● Comme boîtes de vitesses supérieures et inférieures des essieux avant moteurs des tracteurs à roues.Dans les boîtes de vitesses supérieures, les deux engrenages peuvent avoir le même nombre de dents et les mêmes dimensions, ils sont réalisés en même temps que leurs arbres.Dans les boîtes de vitesses inférieures, l'engrenage mené est de grand diamètre et présente une conception spéciale pour la connexion avec la roue ;
● Dans diverses unités de transmission et autres systèmes.Les paires coniques peuvent avoir des conceptions différentes, mais en général elles correspondent à ce qui est dit ci-dessus.
Ainsi, une voiture peut avoir de une (sur un véhicule à un essieu moteur) à trois (dans les véhicules à trois essieux à traction intégrale) ou plus (dans les véhicules à plusieurs essieux à transmission intégrale) paires de biseaux, et dans les tracteurs avec un essieu moteur avant, il y a quatre paires de biseaux, au moins un autre mécanisme de ce type peut être utilisé dans la transmission du tracteur pour transmettre le couple à l'arbre de prise de force.
Comment choisir et remplacer correctement une paire conique
Pendant le fonctionnement du véhicule, la paire conique est soumise à des charges importantes - c'est à travers elle que tout le couple du moteur est fourni à l'essieu moteur, et elle est également soumise à des vibrations, des chocs et des chocs dus à l'interaction avec d'autres les pièces.En conséquence, avec le temps, les dents des engrenages s'usent aux points de contact, des éclats et un durcissement peuvent y apparaître, et dans certains cas les dents sont complètement ébréchées.Tout cela se manifeste par une détérioration du mécanisme et une augmentation du bruit.Si un dysfonctionnement est suspecté, le mécanisme doit être démonté et vérifié, en cas de panne d'engrenage, la paire conique doit être remplacée.Cela n'a aucun sens de changer un seul des engrenages, car dans ce cas, le mécanisme redeviendra bientôt une source de problèmes.
Pour le remplacement, il convient de remplacer une paire conique dont la conception, la taille et les caractéristiques correspondent au mécanisme précédemment installé.Si nécessaire, vous pouvez choisir un mécanisme avec un rapport de démultiplication différent, ce qui améliorera les performances du véhicule.Cependant, un tel remplacement doit être effectué avec prudence et uniquement en toute certitude qu'il est possible et justifié - cela peut être signalé par le fabricant lui-même ou par des spécialistes.
Le remplacement de l'engrenage conique doit être effectué conformément aux instructions de réparation de la voiture ou du tracteur.Habituellement, ce travail nécessite une intervention importante sur l'essieu moteur et la boîte de vitesses - pour remplacer les engrenages, il est nécessaire de démonter presque complètement l'essieu et ses mécanismes individuels.Dans certains cas, les roulements et les éléments d'étanchéité devront être remplacés - ils doivent être achetés à l'avance.Lors de l'installation des engrenages et de l'assemblage de la boîte de vitesses, il est nécessaire d'utiliser les lubrifiants recommandés par le fabricant.Et une fois la réparation terminée, un court rodage de la boîte de vitesses est nécessaire.
Avec la sélection et le remplacement corrects de la paire conique, le mécanisme de transmission réparé fonctionnera de manière fiable, remplissant ses fonctions dans tous les modes.
Heure de publication : 13 juillet 2023