5 meilleurs types d'engrenages (engrenages pour boîte de vitesses de moteur électrique)

Depuis engrenages Les engrenages comptent parmi les plus anciennes pièces mécaniques encore utilisées aujourd'hui. Leur utilisation remonte à loin. Que ce soit dans l'industrie automobile, l'industrie aérospatiale, tout équipement industriel, ou même un objet aussi basique qu'une horloge, les engrenages sont indispensables partout ; leur fabrication pourrait donc vous intéresser.

Le fabrication d'engrenages constitue donc un sujet de préoccupation. Cet article vous présente les procédés d'usinage d'engrenages les plus courants, encore utilisés aujourd'hui.

1.1 Procédés d'usinage d'engrenages

Le matériau le plus fréquemment utilisé pour la fabrication d'engrenages est l'acier, ainsi que divers matériaux non ferreux comme le plastique et les composites. Les procédés de fabrication suivants sont utilisés : forgeage, moulage, usinage, emboutissage, moulage par injection plastique et métallurgie des poudres. Le procédé de production le plus courant est l'usinage. Trois types sont les plus fréquemment utilisés. usinage d'engrenages :

• Génération d'engrenages
• Taillage d'engrenages
• Formage d'engrenages

2.1 Génération d'engrenages

La génération d'engrenages consiste à tailler des engrenages lorsqu'un outil de coupe rotatif et la pièce en rotation sont en mouvement relatif l'un par rapport à l'autre. La méthode Sunderland, le taillage à la fraise-mère et le façonnage sont les principaux procédés de génération d'engrenages.

2.1.1 Méthode Sunderland

Méthode Sunderland utilisant un couteau à crémaillère. Pour terminer usinage (activité de coupe), la fraise HSS de type crémaillère, qui a des angles de coupe et de dépouille, effectue un mouvement de va-et-vient tout en s'engageant dans une interaction de type roulement avec l'ébauche d'engrenage, un peu comme une paire de crémaillère et de pignon.

2.1.2 Application de la méthode Sunderland

Les applications de cette méthode comprennent :

• Engrenages droits externes de taille moyenne avec dents droites et hélicoïdales et excellente précision et qualité
• Découpe des dents d'engrenages avec un évidement central (rainure), tels que ceux à double engrenage hélicoïdal ou à chevrons
• Coupe d'engrenages en grappe avec des cannelures hélicoïdales ou droites

Cependant, bien qu'automatique, cette méthode ne nécessite que quelques opérations d'indexation.

2.2 Façonnage des engrenages

Le processus de façonnage des engrenages est identique à celle de la découpe à crémaillère, à l'exception du fait qu'une fraise circulaire est utilisée à la place d'une fraise à crémaillère linéaire et que l'ébauche tourne comme un engrenage droit et que la fraise effectue un mouvement alternatif.

Cette méthode de génération, très productive et économique, se caractérise par son indexation automatique et la capacité d'une seule fraise à couvrir la totalité de la denture pour une combinaison donnée de module et d'angle de pression. La fraise à engrenages est fabriquée en acier rapide (HSS), avec un angle de coupe et des angles de dépouille adaptés.

En outre, façonnage des engrenages présente les avantages suivants par rapport à la découpe de type rack :

• Il n’est pas nécessaire de procéder à une indexation séparée.
• Les engrenages droits extérieurs et intérieurs peuvent être fabriqués avec une grande précision et finis à l'aide de dents droites ou hélicoïdales.
• C'est aussi plus productif.

2.3 Taillage des engrenages

Les engrenages plus petits, en particulier les petits engrenages hélicoïdaux et droits, sont fabriqués par des experts grâce au processus de taillage d'engrenagesIl permet de créer des pignons et des cannelures, ainsi que des engrenages et des engrenages plus petits. Il n'existe aucune autre méthode pour les fabriquer.

Avantages

• Le procédé est flexible et produit des roues à vis sans fin, hélicoïdales, à denture droite et à vis sans fin.
• Le taillage d'engrenages est une technique rapide, abordable et très productive car il s'agit d'une opération continue.
• Le procédé produit des engrenages précis et fonctionne bien pour la fabrication de lots moyens et grands.
• Parce qu'il peut couper tous les engrenages d'un module, quel que soit le nombre de dents sur chaque engrenage, le coupeur est universel.

Inconvénients

• Les engrenages internes et coniques ne peuvent pas être produits par taillage d'engrenages.
• Pour une méthode de plaque de cuisson, il doit y avoir suffisamment d'espace dans la configuration des composants.

3.1 Taillage d'engrenages

Quand équipement de coupeOn utilise des outils de coupe profilés, dont la forme ou le profil est précisément celui souhaité pour l'engrenage final. Le brochage et le fraisage sont les deux principales techniques de coupe de forme.

3.1.1 Brochage

Un outil de coupe multi-dents, appelé broche, est utilisé pour le brochage des engrenages, ce qui constitue le moyen le plus rapide d'usinage. Les dents d'une broche sont généralement plus hautes que celles qui les précèdent. De ce fait, à mesure que le brochage progresse, la profondeur de coupe augmente à chaque dent. Les dents des engrenages intérieurs sont souvent obtenues par brochage. Il est possible de brocher les dents extérieures en pot. Les dents de l'engrenage sont taillées lors de cette procédure à l'aide d'un pot, un outil de brochage creux.

3.1.2 Fraisage

Une fraise rotative à arêtes multiples et une pièce à usiner sont déplacées l'une par rapport à l'autre lors du processus d'usinage fondamental appelé fraisage, qui permet d'éliminer des dents d'engrenage individuelles. Les grands engrenages à pas grossier sont créés grâce à une variante technique appelée « gashing ». Utilisant une fraise rotative pour éliminer rapidement le métal d'une ébauche, le « gashing » est une technique utilisée sur les fraiseuses à usage intensif.

4.1 Formage des engrenages

Sans utiliser d'outils de coupe, les engrenages sont fabriqués à l'aide de techniques de formage d'engrenages (laminage, moulage, métallurgie des poudres, impression 3D). Coupe d'engrenages implique l'utilisation d'outils pour la création de profils d'engrenages (fraisage d'engrenages, mise en forme, planification, traçage et EDM).

4.1.1 Roulement

L'une des premières formes de formage est le laminage. L'engrenage est formé en laminant une pièce brute à travers deux ou trois matrices. Le laminage est une alternative appropriée lorsque la conservation des matériaux est une priorité absolue. Avant d'augmenter la production, il est nécessaire de prendre en compte les paramètres de laminage, les déformations et les impacts de la microstructure.

4.1.2 Coulée

Le moulage est une technique de formage utilisée pour fabriquer des engrenages complets avec des dents moulées, ainsi que des ébauches d'engrenages usinées ultérieurement. Le moulage d'engrenages exige une attention particulière aux tolérances et à la précision, et la fabrication de moules de moulage représente un investissement initial important. Cependant, une fois les paramètres du moule et du procédé définis, les volumes de production élevés justifient l'investissement.

4.1.3 Métallurgie des poudres

Comparée aux engrenages traditionnels usinés en acier et en fonte, la métallurgie des poudres est une option plus abordable pour un façonnage de haute précision. Cette technique permet de fabriquer de petits engrenages droits, coniques et hélicoïdaux de haute qualité, mais les engrenages de plus grande taille ne s'y prêtent pas.

4.1.4 Impression 3D

Un objet tridimensionnel est construit par fabrication additive à partir d'un modèle 3D CAO. De par la nature du procédé, les machines additives peuvent créer des conceptions complexes avec des structures en treillis. De plus, les techniques de fabrication additive permettent de produire des engrenages conventionnels et non circulaires, et les imprimantes 3D de haute qualité sont largement accessibles et à un prix raisonnable.

5 Conclusion

Comme vous pouvez le constater, il existe de nombreuses techniques pour fabrication d'engrenages, qu'ils soient générés, formés ou découpés. Nous espérons sincèrement que cet article vous aura aidé à comprendre les méthodes de fabrication les plus courantes.