Analyse de la répartition de charge et des contraintes pour des engrenages plastiques

Abstract

Le design des engrenages plastiques se base principalement sur le calcul des contraintes maximales à la racine de la dent. Généralement, nous utilisons une version plus ou moins modifiée de l'équation de Lewis. Cette équation s'applique bien aux engrenages métalliques mais pour des engrenages plastiques aux propriétés très différentes, l'équation de Lewis ne réflète pas bien le comportement de l'engrenage. Le premier chapitre résume les méthodes de calcul de la résistance de la dent les plus utilisées. L'approche proposée tente de déterminer le pourcentage de la charge totale à transmettre supportée par chaque dent en contact. Une fois la répartition de charge connue, les contraintes sont calculées par la méthode des éléments finis. Cette méthode permet d'obtenir des valeurs de contraintes qui incluent les contraintes longitudinales (selon l'axe de la dent), transversales et de cisaillement. Le deuxième chapitre présente la théorie des engrenages à développante de cercle ainsi que l'énoncé de l'équation de Lewis. Le troisième chapitre résume la formulation du problème en élasticité linéaire et les équations utilisées dans la programmation de la méthode des éléments finis. Nous y retrouvons aussi le modèle de la dent employée pour ces calculs. L'analyse des résultats de répartition de charge et des contraintes maximales se trouve au quatrième chapitre. Nous y comparons et expliquons le comportement de l'approche proposée pour calculer les répartitions de charge. Enfin, nous concluons ce travail en affirmant que le principe est applicable et en énonçant quelques recommandations pour de futurs travaux.