Transmission de puissance

Transmission (mécanique)

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Une transmission est un dispositif mécanique permettant de transmettre le mouvement d'une pièce à l'autre d'un mécanisme. Cet élément de la chaîne d'énergie a pour fonction l'adaptation de la puissance au besoin.

La transmission du mouvement est l'une des fonctions les plus courantes des éléments de la mécanique générale, c'est-à-dire des dispositifs mécaniques destinés à remplacer la main de l'homme.

Selon les mécanismes, la transmission est dimensionnée suivant des considérations concernant :

• la position d'une partie du mécanisme ;
• le mouvement souhaité ;
• la force, ou le couple recherché ;
• la puissance.

Modes et organes de transmission

Transmission par contact solide

Chaîne de transmission

• Par pression :
  • arbre dans le cas d'une rotation
  • traction par corde, cordage, sangle ou poussée par tirants
• Par obstacles :
  • transmission par chaîne, courroie synchrone, crémaillère uniquement dans le cas où il s'agit d'éviter tout glissement
  • engrenages
• Par frottement :
  • roue
  • courroie de transmission
  • embrayage

Transmission par fluides

• pneumatique:
  • air comprimé
  • hydraulique (eau) ou (huile)

Transmission sans contact

En utilisant l'électromagnétisme : aimant, électroaimant

Transmission avec des fonctions complémentaires

Dans certains cas, l'environnement impose l'utilisation d'organes spécifiques au sein de la transmission :

• accouplement élastique lorsqu'il s'agit d'absorber des chocs
• joint de Cardan, joint de Oldham pour transmettre le mouvement entre deux arbres dont l'alignement n'est pas toujours garanti.

Performances d'une transmission

Rendement d'une transmission de puissance

Dans le cas d'une transmission de puissance, l'objectif est généralement de limiter les pertes. On définit alors le rendement :

$\eta=\frac{\mathrm{Energie \, de \, sortie}}{\mathrm{Energie \, d'entr\acute{e}e}}=\frac{E_s}{E_e}= \frac{Puissance \; de \; sortie}{Puissance \; d'entree}= \frac{P_s}{P_e}$

Un engrenage classique a un rendement supérieur à 95% (0,95).

Rapport d'une transmission de mouvement de rotation

On définit le rapport de transmission comme étant le rapport des vitesses du mouvement de sortie sur le mouvement d'entrée ; la plupart du temps, il s'agit d'une loi proportionnelle qui ne dépend pas de la position du mécanisme. On l'exprime le plus souvent comme une relation sur les vitesses, mais le rapport sur les déplacements est le même :

$R=\frac{vitesse \; de \; sortie}{vitesse \; d'entree}$

il s'agit, le plus souvent d'une transmission du mouvement de rotation. Dans ce cas particulier on obtient : $R=\frac{N_s}{N_e}= \frac{\omega_s}{\omega_e}$

De plus, si on considère la définition des puissances d'entrée et de sortie, à savoir P_e = ω_e.C_e et P_s = ω_s.C_s, où C_e est le couple imposé en entrée, on obtient alors une expression du rapport à partir des efforts transmis :

P_s = η.P_e = ω_s.C_s = η.ω_e.C_e

d'où $R= \frac{\omega_s}{\omega_e} = \eta. \frac{C_e}{C_s}$

Cela est parfaitement ressenti sur une bicyclette quand on passe un rapport plus court, pour monter une côte par exemple : l'effort à la pédale est moindre, mais la vitesse de rotation du pédalier est plus élevée.

Nacelle d'une éolienne contenant le multiplicateur et la génératrice

. Dans de nombreux cas, le rapport de transmission est inférieur à 1 parce que les moteurs tournent à de très grandes fréquences de rotation et développent un couple plutôt faible. Le réducteur a pour rôle d'adapter le couple et la fréquence. Par abus de langage, on nomme ce rapport rapport de réduction ; il se confond alors avec son inverse. Les fabricants de réducteurs donnent souvent la valeur de ce rapport sous la forme 1:d, où d représente la démultiplication.

$R= \frac{1}{d}$

Lorsque le rapport est supérieur à 1, on parle de multiplicateur. C'est le cas dans une transmission de bicyclette, mais aussi sur les éoliennes, où la génératrice doit tourner environ 200 fois plus vite que le rotor.

Voir aussi

• Guidage (mécanique)

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