Train épicycloïdal : un type de locomotive utilisant un mécanisme épicycloïdal

Train épicycloïdal un type de locomotive utilisant un mécanisme épicycloïdal

Le train épicycloïdal est un système de transmission mécanique doté de deux niveaux de mobilité à l’image du différentiel. Cela signifie que trois essieux ayant des vitesses de rotation différentes sont reliés entre eux par une seule relation mathématique. Pour connaître la vitesse de rotation du troisième essieu, il faudra déterminer les vitesses de rotation des deux essieux.

Description

Le train épicycloïdal est souvent utilisé pour la réduction de vitesse, car il offre un rapport de réduction élevé avec la même forme compacte qu’un simple engrenage. Ceci est important pour la conception des hélicoptères (vitesses de turbine très élevées, vitesses de rotor très faibles, contraintes de poids). Ces trains sont également couramment utilisés dans les parties de sortie des moteurs électriques (voitures électriques, bicyclettes, tournevis portables, actionneurs de précision, etc.), etc.

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Un train d’engrenages épicycloïdal, qui se compose généralement d’engrenages (également de rouleaux de friction), est constitué des éléments suivants :

  • Deux arbres coaxiaux, appelés engrenages planétaires (les engrenages intérieurs sont parfois appelés « engrenages solaires » et les engrenages extérieurs « couronnes »).
  • Des satellites engagés dans les deux engrenages solaires et tournant autour du même axe.
  • Corps planétaire
  • Anneau ou engrenage.

Le terme épicycloïdal est dérivé de l’orbite épicyclique d’un point du satellite observé par rapport au planétaire intérieur. Cependant, une hypocycloïde est observée lorsqu’une référence du mouvement, souvent fixe dans la boîte de vitesses, est utilisée comme point de référence.

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Trains parallèles

Avec les trains parallèles, les deux engrenages planétaires concernés peuvent être soit périphériques (engrenages externes), soit centraux (engrenages internes). Cela conduit à quatre configurations. Par ailleurs, les engrenages planétaires et le porte-satellites ont le même axe de rotation.

Trains sphériques

Cette configuration est utilisée dans les différentiels automobiles. L’axe de rotation des satellites est perpendiculaire à l’axe de rotation des engrenages planétaires. Par conséquent, les engrenages sont creux et les engrenages planétaires entrainent la rotation des planétaires.

Train épicycloïdal un type de locomotive utilisant un mécanisme épicycloïdal 1

Si les deux engrenages ont la même résistance à la force, les engrenages planétaires ne tourneront pas. Le couple transmis à chacun des engrenages solaires sera identique.

Les réducteurs épicycloïdaux

Les trains hélicoïdaux sont principalement utilisés pour réduire la vitesse d’un essieu d’un certain rapport. On les trouve dans les transmissions automatiques ainsi que dans de nombreuses transmissions combinées à des moteurs électriques. L’arbre de sortie est coaxial à l’arbre d’entrée pour faciliter l’utilisation. Ils ont une grande capacité de réduction de la vitesse. Habituellement, trois satellites sont montés sur le porte-satellite.

Cela signifie que les forces exercées sur les engrenages ne peuvent pas être absorbées par les roulements. Par conséquent, les réducteurs sont particulièrement adaptés à la transmission de couples élevés. La combinaison d’un moteur électrique et d’un moteur à combustion interne donne lieu à une transmission à variation continue.

Ils peuvent également être utilisés en tant que multiplicateurs ou comme dans les éoliennes. Là également, la construction compacte et l’absence de forces radiales sur les paliers des arbres d’entrée et de sortie ont été des facteurs clés de leur adoption. Les améliorations de Mitsubishi Electric en 1982 et brevets de l’entreprise Ainsi à partir de 1996 ont permis à GKN et Toyota de développer le système hybride en parfaite continuité.

Principe et architecture

Dans le modèle de train le plus simple, l’engrenage solaire (ou la couronne) peut être fixé par un embrayage ou un autre moyen pour éliminer la mobilité.

L’arbre d’entrée est relié à l’engrenage interne. En tournant, il fait rouler le satellite à l’intérieur de l’engrenage. La porteuse du satellite bouge comme une manivelle. Le porte-satellite est l’arbre de sortie de l’appareil. Dans cette configuration, l’arbre de sortie tourne dans le même sens que l’arbre d’entrée, mais à une vitesse plus lente.

Rapport de transmission

Le rapport de transmission est la caractéristique la plus importante d’un dispositif de transmission de puissance, notamment pour les réducteurs. C’est le rapport entre la vitesse (ou la fréquence) de l’arbre de sortie et la vitesse de l’arbre d’entrée. Il est souvent remplacé par son inverse, le rapport de réduction, qui est inférieur à 1 en cas de décélération.