1. La construction et la fonction de l'engrenage

Les engrenages peuvent être classés en deux grandes catégories : les couronnes dentées et les corps de roue, malgré leurs formes et tailles variées résultant de leurs multiples applications. Les catégories suivantes comprennent les engrenages cylindriques courants : les engrenages à disque, les engrenages à manchon, les engrenages intérieurs, les engrenages à arbre, les engrenages à secteur et les engrenages à crémaillère. Les engrenages à disque sont les plus couramment utilisés.

Un engrenage cylindrique peut comporter une ou plusieurs bagues. Un engrenage à une seule couronne est généralement facile à fabriquer ; néanmoins, l'épaulement affecte souvent la petite couronne des engrenages doubles ou triples, ce qui limite les techniques de fabrication possibles.

2. Exigences de précision des engrenages cylindriques

 La précision de fabrication de l'engrenage a un impact considérable sur les performances, la capacité portante et la durée de vie de la machine. Selon les conditions d'utilisation de l'engrenage, les exigences suivantes s'appliquent à la transmission par engrenage :

(1) Précision du mouvement – ​​il est nécessaire que l'engrenage puisse transmettre le mouvement avec précision et que le rapport de transmission soit constant, c'est-à-dire que l'erreur d'angle de l'engrenage dans un tour ne dépasse pas une certaine plage.

(2) Fluidité de fonctionnement – ​​Le mouvement de la transmission par engrenage doit être fluide et les chocs, vibrations et bruits faibles. Cela nécessite de limiter la variation du rapport de vitesse instantané lors de la rotation de l'engrenage, c'est-à-dire de limiter l'erreur angulaire sur une courte période.

(3) Précision du contact – Lorsque l'engrenage transmet la puissance, afin de ne pas rendre la contrainte de contact trop importante en raison de la répartition inégale de la charge, provoquant une usure prématurée de la surface de la dent, ce qui nécessite que le contact de la surface de la dent soit uniforme lorsque l'engrenage fonctionne, et s'assurer qu'il y a une certaine zone de contact et répondre aux exigences de la position de contact.

(4) Jeu latéral des dents – Lorsque l'engrenage doit être entraîné, il existe un certain espace entre les surfaces des dents non fonctionnelles pour stocker l'huile de lubrification et compenser les changements dimensionnels causés par la température et la déformation élastique et certaines erreurs de traitement et d'assemblage.

3. Matériaux des engrenages

L'équipement doit être utilisé conformément aux conditions d'utilisation du matériau. Les performances d'usinage et la durée de vie des engrenages sont directement influencées par le choix du matériau.

• • Sélection générale d'engrenages pour les aciers alliés à faible et moyen carbone, tels que 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi, etc., et les aciers à moyen carbone, tels que l'acier 45.
• L'acier au nitrure 38CrMoAlA est un matériau adapté aux engrenages importants exigeant des exigences élevées. D'autres matériaux peuvent être utilisés pour les engrenages de transmission sans force, notamment la fonte, le contreplaqué et le nylon.

4. Traitement thermique des engrenages

Dans le traitement des engrenages, deux processus de traitement thermique sont organisés en fonction d'objectifs différents :

1) Traitement thermique de l'ébauche : organiser un traitement de pré-chauffage de normalisation ou de revenu avant et après le traitement de l'ébauche de dent, l'objectif principal est d'éliminer les contraintes résiduelles causées par le forgeage et l'ébauche, d'améliorer l'usinabilité du matériau et d'améliorer les propriétés mécaniques globales.

2) Traitement thermique de la surface de la dent : après le traitement de la forme de la dent, afin d'améliorer la dureté et la résistance à l'usure de la surface de la dent, des processus de durcissement par cémentation, de durcissement par chauffage par induction à haute fréquence, de carbonitruration et de nitruration sont souvent effectués.

5. Engrenage vierge

Les barres, le forgeage et le moulage constituent la majeure partie des ébauches d'engrenages. Les barres sont utilisées pour les engrenages de petit diamètre, de construction simple et aux exigences de résistance minimales. Les engrenages de diamètre supérieur à 400-600 mm sont souvent des ébauches coulées, mais les pièces forgées polyvalentes sont également fréquentes lorsque l'engrenage exige une résistance élevée à l'usure et aux chocs. Pour les engrenages de grande taille et de faible précision, les dents peuvent être coulées directement afin de minimiser l'usinage ; pour les engrenages de petite taille et de forme complexe, de nouveaux procédés comme la métallurgie des poudres, le laminage à chaud, l'extrusion à froid, le moulage sous pression, le moulage de précision et le moulage de précision permettent de produire des billettes avec dents d'engrenage, améliorant ainsi la productivité et économisant les matières premières.

Sélection du schéma d'usinage de l'ébauche de dent

Pour les engrenages d'arbre et les engrenages à manchon, le processus de traitement est fondamentalement similaire à celui des engrenages d'arbre et de manchon généraux, le processus de traitement des engrenages à disque est principalement discuté.

La technologie de traitement de l'ébauche de dent dépend principalement de la structure du corps de l'engrenage et du type de production.

(1) Un grand nombre de productions de masse de traitement d'ébauches dentaires

Lorsqu'un grand nombre de billettes de dents de taille moyenne sont traitées, le plan de processus de « perçage en une seule traction, un seul outil » est utilisé :

1) Perçage ou alésage avec positionnement du cercle extérieur brut et de la face d'extrémité ;

2) Lacon;

3) Le cercle extérieur, la face d'extrémité, le rainurage et le chanfreinage de la voiture de finition grossière sur le tour semi-automatique multi-outils sont positionnés avec des trous.

Ce schéma de processus peut être composé d'une chaîne de montage ou d'une ligne automatique en raison de l'utilisation de machines-outils efficaces, de sorte que l'efficacité de la production est élevée.

Le plan de processus « voiture tire une voiture » est fréquemment utilisé dans le traitement des billettes de dents produites par lots.

1) Au cercle extérieur de la billette de dent ou au placement de la roue, tournage fin du cercle extérieur, de la face d'extrémité et du trou intérieur ; 2) Soutenez le trou cannelé ou le trou de traction à l'aide de la face d'extrémité ; 3) Alignez le cercle extérieur et la face d'extrémité de la voiture fine avec les trous.

Cette solution peut être réalisée avec des tours horizontaux, des tours à tourelle et des machines à brocher. Elle se caractérise par une qualité d'usinage stable et une grande efficacité de production. Lorsque le trou de l'ébauche de dent présente des gradins ou des rainures sur la face d'extrémité, le multi-outil du tour à tourelle permet d'effectuer un usinage multiposte et de terminer l'usinage de l'ébauche de dent en une seule opération.

Méthode de traitement des dents d'engrenage

L'usinage de la forme des dents des couronnes dentées est au cœur de l'usinage des engrenages. De nombreux procédés d'usinage sont utilisés pour ajuster la forme des engrenages, afin d'obtenir un engrenage répondant aux exigences de précision.
Selon le principe d'usinage, la forme des dents peut être divisée en deux méthodes : le formage et le développement. Le premier consiste à usiner la surface des dents avec un outil de formage adapté à la forme de la rainure de l'engrenage à usiner, par exemple par fraisage, étirage ou meulage. Le second consiste à usiner la surface des dents en fonction de l'engrènement entre l'outil et la pièce, par exemple par taillage à la fraise-mère, par taillage, par arasage, par meulage et par rodage.
Le choix du schéma d'usinage des dents dépend principalement de la classe de précision, de la forme structurelle, du type de production et des conditions de production de l'engrenage. Pour les engrenages de différentes classes de précision, le schéma d'usinage des dents couramment utilisé est le suivant :

1) Engrenage de précision de classe 8. Le taillage par fraise-mère ou le façonnage d'engrenages peuvent répondre aux exigences. Pour les engrenages trempés, on peut utiliser les procédés suivants : usinage des dents de rouleau (plaquettes), usinage des extrémités de dents, trempe et usinage des trous de correction. Cependant, la précision d'usinage de la forme des dents doit être améliorée avant la trempe.
2) Engrenage de précision 6-7. Pour les engrenages trempés, on peut utiliser : le taillage grossier, le taillage fin, l'usinage des extrémités de dents, le rabotage fin, la trempe superficielle, la mise à l'état de référence et le rodage des engrenages.
3) Engrenage de précision de classe 5 ou supérieure. Utilisations courantes : taillage par fraisage-mère ébaucheur, taillage fin, usinage des extrémités de dents, trempe, référence d'étalonnage, rectification d'ébauche et rectification fine. La rectification est actuellement la méthode d'usinage offrant la plus grande précision et la plus faible rugosité de surface pour l'usinage des profils de dents. La précision maximale peut atteindre 3 à 4 niveaux.

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