TRANSMISSION DE PUISSANCE PAR POULIES COURROIES

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2 SYSTEME POULIES S

3 Un système poulies courroie permet de transmettre une puissance dans le mouvement de rotation d un arbre à un autre. Les arbres pouvant être éloignés l un de l autre. La courroie de transmission de puissance est un lien flexible réunissant les deux poulies en rotation, S Avantages de la transmission par poulies-courroies: - Possibilité de variation d entraxe et de position relative entre les arbres moteur et récepteur. - Pas de lubrification (protection à sec, carters), - Entretien limité (réglage tension périodique), - Fonctionnement silencieux, - coût d achat réduit, - Bon rendement jamais inférieur à 95%, - Grande flexibilité et souplesse (choc amorti), Inconvénients de la transmission par poulies-courroies: - La non garantie d une transmission parfaitement homocinétique pour les courroies asynchrones, qui entraînent des poulies sans dentures - La possibilité du décollement (courroie-poulies) sous l effet du «coin d air» qui soulève la courroie au-delà d une vitesse linéaire donnée; il en résulte une diminution de l angle d enroulement entraînant une chute du couple transmissible.

4 2 - TYPES DE S Ci-dessous les 4 principaux types de courroies utilisés: Courroies plates: S Caractéristiques: - Puissances transmissibles faibles - Grandes vitesses de rotation - Facilité de montage

5 2 - TYPES DE S Courroies trapézoïdales: S Le crantage intérieur augmente la flexibilité de la courroie. Caractéristiques: - Bon alignement des poulies nécessaire - Économique - Puissances transmissibles élevées - Groupements de courroies possibles

6 2 - TYPES DE S Courroies striées (Poly-V): S Caractéristiques: - Moins économiques - Flexibles - Diamètres d enroulement faibles

7 2 - TYPES DE S Courroies crantées: Transmission par obstacle S Caractéristiques: - Puissances transmises élevées - Supportent bien les basses vitesses - Pas de glissement - Flasques nécessaires (au moins sur la petite poulie)

8 3 RAPPORT DE S Transmission homocinétique: r = ω2 = r1 = d1 ω1 r2 d2 Mais sous l'effet de la charge, la courroies s'allonge et il en résulte un glissement relatif entre poulie et courroie de l'ordre de 2 à 4 % Pour limiter le glissement, surtout au départ du mouvement, il faut nécessairement avoir une tension initiale dans les brins au repos, appelée tension de pose (To).

9 4 TRANSMISE S En supposant un rendement parfait: P = C e. ω e = C s. ω s = T t. v Avec : : vitesse de rotation en rd/s C: couple en N.m T: tension dans le brin tendu en N t: tension dans le brin mou en N : vitesse linéaire de la courroie en m/s

10 5 TENSION DANS LA t T S Soit: T : Tension dans le brin tendu en N t : Tension dans le brin mou en N Le couple appliqué à la poulie motrice donne: Le couple appliqué à la poulie réceptrice donne: D'autre part, pour assurer avec certitude une transmission sans glissement de la courroie : T = t. e fα Avec: - f, coefficient de frottement entre la poulie et la courroie -, angle d enroulement sur la petite poulie, exprimé en radians

11 5 TENSION DANS LA Pour les courroies trapézoïdales, du fait de l'angle d'ouverture de la section de la courroie on a: T t f. sin( /2) e S Pour assurer une transmission sans glissement, une tension de la courroie est nécessaire au montage : T 0 = (T + t) 2 Cette tension T 0 peut être créée par galet presseur (ou galet tendeur) sur le brin mou ou alors en faisant varier l entraxe des poulies.

12 S 5 TENSION DANS LA Le glissement se produit d abord sur la petite poulie car l angle d enroulement est le plus faible. C est pour cette raison que le calcul d un système poulies/courroies se fait toujours par rapport à la petite poulie. Pour augmenter T (et donc le couple transmissible), on peut: - augmenter l'angle d'enroulement (donc soit éloigner les poulies, soit installer un galet enrouleur sur le brin mou ) Poulie motrice - augmenter le facteur de frottement f (choix des matériaux employés, souplesse et élasticité de la courroie pour faciliter l'adhérence)

13 6 VITESSES ADMISSIBLES Les constructeurs donnent des vitesses admissibles pour les courroies. En effet, les vitesses peuvent être importantes mais à grande vitesse, on observe : - une augmentation de la contrainte dans les brins de la courroie sous l effet de la centrifugation. - un risque de laminage de l air entre poulies et courroies, donc une diminution de f. - une fatigue (contrainte alternée ) accrue. S

14 SYSTEME POULIES S (cf Méthode dans mémotech p534) L'objectif est de déterminer le type de courroies (section et longueur) et le nombre nécessaire pour transmettre la puissance désirée. Exemple de la transmission du bras de manutention: Le constructeur souhaite changer la transmission de puissance réalisée actuellement par engrenage en une transmission de puissance par poulie courroie trapézoïdale: transmission actuelle: S

15 SYSTEME POULIES S transmission souhaitée: Poulie motrice Accouplement MOTEUR Poulie réceptrice S

16 SYSTEME POULIES S Données: - Moteur électrique: P=2 000 W n=750 tr/min - Arbre de sortie : vitesse de rotation souhaitée: N = 200 tr/min - Fonctionnement du bras 8h/jour maxi avec couple uniforme et des démarrages fréquents - Entraxe prévu entre poulies est de 200mm Etape 1: Détermination du facteur de service et calcul de la puissance corrigée. S Donc Puissance corrigée: Pc = P. s = 2,0 x 1.12 Pc =2,24 kw

17 SYSTEME POULIES S Etape 2: Détermination de la section des courroies Choisissons des courroies non crantées (VP2) et déterminons la section à l'aide de l'abaque constructeur. S Choix de la section: SPZ (10x8) 2,24

18 SYSTEME POULIES S Etape 3: Détermination du rapport de réduction et choix des poulies Rapport de réduction: r = n N = = 3,75 D'après le document constructeur, les couples de poulies standard pour courroie de section SPZ qui existent (se rapprochant le plus de ce rapport de réduction) sont les diamètres 75/280, ou 85/315, ou 95/355, ou 106/400. S

19 SYSTEME POULIES S S Choisissons les poulies de diamètres 75 et 280 mm pour limiter l'encombrement Le rapport de réduction devient alors de 3,73

20 SYSTEME POULIES S Etape 4: Calcul de la longueur primitive théorique de la courroie (L'p) L p = 2. E + 1,57. D + d + (D d)2 4. E Dans notre cas, L'p= 1009,88 mm Avec: - E : entraxe souhaité -D et d: diamètres des poulies Etape 5: Détermination de la longueur de la courroie standard. S Choix: Lp= 1012 mm

21 SYSTEME POULIES S Etape 6: Calcul du nouvel entraxe. E = Lp 1,57. (D + d) 2 ou plus simplement: (D d) 2 4(Lp 1,57. D + d ) E = E + Lp L p 2 Donc, nouvel entraxe: E = 201,06 mm S

22 SYSTEME POULIES S Etape 7: Calcul du nombre de courroies nécessaires pour transmettre la puissance. Pour cela on détermine d'abord la puissance transmissible brute par une courroie (Pb)en fonction de d (diamètre de la petite poulie), n (vitesse de rotation de la petite poulie) et R (rapport de réduction): S Dans notre cas, Pb= 0,8 kw

23 SYSTEME POULIES S Puis on détermine le facteur correctif de longueur (C L ) C L = 0,91 S Puis on détermine le facteur correctif d'arc de contact (D d) E = (280 75) 201,06 = 1,019 a = 0,82 Puis on calcul la puissance transmissible par courroie: P = P b. C L. a =0,8 x 0,91 x 0,82 = 0,596 kw

24 SYSTEME POULIES S Nombre de courroies (x) nécessaires: x = P c P = 2,24 0,596 = 3,75 courroies Il faudra donc 4 courroies S Pour limiter le nombre de courroies, il faut augmenter la puissance brute transmissible par courroie, donc augmenter le diamètre de la petite poulie.