Treuil - Poulie cable acier, roue et vis sans fin

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Treuil - Poulie cable acier, roue et vis sans fin

Messagepar rafael.allouche » Dim 03 Juil 2011, 17:20

Bonjour,

Je conçois actuellement un treuil destiné à tirer par l'intermédiaire d'un câble d'acier une charge de 100kg.

Ce treuil doit aussi pouvoir supporter des ac-coup (d’ailleurs ca s'écrit comme ca ?) de 300daN.

J'ai opté pour une poulie en acier sur lequel s’enroule le câble. Celle-ci est accouplé à une roue dentée, piloté par une vis sans fin.

J'ai pour l'instant choisi un couple en module 2:
Vis sans fin: (ref: WH2-2)
http://shop.hpceurope.com/an/produit.as ... =0&nav=ong
Roue: (ref: M215-2)
http://shop.hpceurope.com/an/produit.as ... 0sprockets

Le fournisseur HPC engrenage me dis après calcul que le couple transmissible est de 187N.m. (d’ailleurs je ne sais pas comment calculer le couple transmissible d'une roue/vis sans fin, en prenant en compte la matière tout ca)

Le diamètre minimal de ma poulie (où s'enroule le câble) est de 40 et en fonction de l'enroulement peut aller jusqu’à 80.

Pouvez vous me confirmer mon raisonnement:

- Dans le pire des cas, j'ai 90daN au bout de mon fil qui est tangent à la poulie mais à 80mm de l'axe. J'ai donc un couple de 90daN.80mm = 72N.m ( (900*80)/1000 )

Je dois donc exercer un couple d'au minimum 72N.m sur mon axe de poulie, par 'intermédiaire de la roue dentée.

J'ai un rapport de réduction d’environ 7.
En ignorant les histoires de rendement, je dois appliquer un peu plus de 10N.m sur l'axe de ma vis sans fin. Est-ce juste ?

Autre point important: Mon système doit-être non-réversible. Dans le cas d'un vis sans fin cela dépend de l'angle du filet de la vis. Avec mon choix le système n'est donc pas réversible.

En cas d'inversion, je ne dois plus tracter 100kg mais tenir un ac-coup de 300daN.
C'est donc la roue qui va forcer sur la vis, et le filet de la vis ne doit pas casser en contact avec la dent de la roue.

Comment puis-je calculer ce point ?
Je pense à faire de la simulation avec solidworks simulation et motion, mais je dois d'abord définir les matériaux selon les données fournisseur et également modéliser ULTRA-précisément la roue et la vis de manière à faire la simulation.

Voyez vous des aberrations dans ma démarche, ou des conseils pour me faire gagner du temps.

Je vous remercie énormément. L'idée n'est pas de vous faire faire le job à ma place mais bien de comprendre comment résoudre ce genre de problématique de conception de transmission mécanique de façon rigoureuse/

Encore merci.

Raf
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Messagepar steeve osteen » Lun 04 Juil 2011, 7:13

il faut que tu calcules en partant de ta charge.

Ton effort sur ton cable est donc de 100kg + ton à-coups de 300daN (tu multiplie tes efforts par 4?), soit.

tu as donc 4000N d'effort sur ton câble (je prends 10 pour g).
avec un diamètre de poulie de 80, tu obtiens donc 4000*.04 (rayon de la poulie max) soit 160Nm

tu as donc 160Nm à l'axe de ta poulie.
Il faut donc calculer ta vis.
pour ça il te faut :
ton angle d'hélice (c'est lui qui définira si ton système est irréversible ou non)
l'angle du filet (en moyenne 20°)

tu recherches donc ton effort en contact:
F= 160 / Ømoyen roue * cos angle hélice / cos angle filet

tu obtiendras du coup ton effort normal à ton point de contact entre la vis et la roue.
ensuite tu fais un Von mises standard sur ta section travaillante.
Attention toutefois, on est dans le cas d'un contact quasi ponctuelle. il faut donc prendre des coefficients de sécurité conséquent.

Cordialement
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Messagepar rafael.allouche » Lun 04 Juil 2011, 22:35

Merci Steeve,

Tu valide au moins ma méthode de calcule de couple.

Sinon pour l'accouplement Poulie/Arbre Arbre/roue-dentée, que me conseil tu ?

Pour l'instant je pense partir sur un arbre cannelé, ou hexagonal, cela oblige par contre à réusiner la poulie et la roue dentée...

Sinon une goupille pour accoupler la roue et l'axe et une vis sans tête qui arrive sur un méplat pour la poulie ? pas cher ....
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Messagepar steeve osteen » Mar 05 Juil 2011, 8:38

pour le réducteur, prend un coefficient de sécurité de 2 à minima.
pour l'accouplement un simple arbre claveté avec au pire 2 clavettes à 120° suffiront.
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