Qu’est-ce qu’un réducteur cycloïdal et comment fonctionne-t-il ? Explications de Stagnoli
12 février 2024
Les réducteurs cycloïdes représentent un élément crucial dans l’ingénierie mécanique, en particulier dans la transmission du mouvement dans divers contextes industriels. Leur construction compacte et leur flexibilité opérationnelle les rendent également adaptés aux applications dans des espaces restreints, ce qui contribue à maximiser l’efficacité des systèmes de transmission de puissance. Leur polyvalence est cruciale dans des scénarios industriels variés et complexes, où la réduction de la vitesse et la transmission du mouvement requièrent des solutions technologiquement avancées et fiables. Leur conception innovante est basée sur un mécanisme d’engrenage à rouleaux, qui offre des avantages significatifs par rapport aux réducteurs traditionnels.
Avant d'en examiner les avantages, découvrons ensemble le principe de fonctionnement des réducteurs cycloïdaux. Ils se composent de quatre éléments principaux :
- Un arbre excentrique qui transmet le mouvement d'entrée ;
- Un disque cycloïde qui est monté sur l'arbre excentrique ;
- Un engrenage à disque cycloïde ;
- Un arbre de sortie.
L'arbre est déplacé par des goupilles agissant sur les trous du disque cycloïde. La rotation de l'arbre excentrique entraîne la rotation du disque cycloïdal, qui s'engrène avec l'engrenage cycloïdal. La rotation du disque déclenche le mouvement des goupilles dans les trous du disque cycloïdal. Cet accouplement orifice-goupille permet à l'arbre de sortie de tourner. La vitesse de rotation de ce dernier est définie par le rapport de transmission i=z1/z1+z2i, où z1 est le nombre de rouleaux sur le disque cycloïdal et z2 le nombre de lobes sur la couronne.
La particularité des systèmes cycloïdaux est qu'il est possible d'obtenir des systèmes fonctionnels même avec une différence d'une seule dent. Il est ainsi possible d'obtenir des rapports de réduction très élevés.
Les différences entre les réducteurs cycloïdaux et épicycloïdaux
En général, les réducteurs épicycloïdaux sont utilisés pour obtenir une plus grande réduction dans un espace plus réduit qu'un réducteur en cascade. Dans un stade de réduction épicycloïdal, avec le même nombre de dents entre le pignon et la couronne, on obtient des rapports plus élevés en faveur du réducteur épicycloïdal que dans l'engrenage en cascade, qui peuvent même atteindre jusqu'à +20%.
Dans une réduction épicycloïdale, les engrenages ont des engrènements multiples, contrairement à une réduction par engrenages parallèles où l'engrenage est unique. Pour un même couple à transmettre, les forces exercées sur les dents sont plus faibles et, par conséquent, pour les mêmes forces unitaires, la réduction épicycloïdale nécessite des dimensions réduites.
Les réducteurs cycloïdaux, en revanche, ont de meilleures performances en termes de couples transmis que les réducteurs épicycloïdaux. La charge est absorbée par un plus grand nombre d'axes/rouleaux et de lobes cycloïdaux, contrairement aux réducteurs épicycloïdaux ou ordinaires où seule une ou deux dents absorbent la contrainte de cisaillement interne.
Grâce aux contraintes de compression interne (et non de cisaillement) et à un facteur de chevauchement entre les éléments roulants pouvant atteindre 70 % des surfaces principales en contact en même temps, il est possible de transmettre des couples plus élevés qu'avec les engrenages épicycloïdaux.
En résumé, les réducteurs cycloïdes sont des composants mécaniques sophistiqués, qui utilisent un mouvement planétaire astucieux pour fournir une réduction de vitesse précise et efficace. Leur présence dans différentes industries contribue de manière significative à l'optimisation des performances et de la fiabilité des systèmes mécaniques.
Contribution expérimentale de Stagnoli sur les réducteurs cycloïdaux
Notre société étudie depuis un certain temps les réducteurs cycloïdaux afin de comprendre leur utilisation et leur faisabilité pour le remplacement du métal sur certains composants. Grâce à nos recherches sur les plastiques de plus en plus performants et à notre savoir-faire en matière de transformation, nous nous efforçons d'atteindre cet objectif et de proposer des solutions réellement innovantes.
Notre département de recherche et développement a déjà conçu et prototypé quelques échantillons qui feront l'objet de tests préliminaires au cours des prochaines semaines. Nous sommes conscients que la transformation de ces réducteurs ou d'une partie d'entre eux en technopolymère sera un défi ardu, mais, comme on le sait, les défis considérés comme impossibles sont ceux qui nous ont donné la plus grande satisfaction par le passé.
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