Les raisons qui conduisent à leur choix Sur un engrenage cylindrique à denture droite

Les raisons qui conduisent à leur choix
Sur un engrenage cylindrique à denture droite, la prise (et la rupture) de contact se fait au même moment sur toute la longueur de la dent.

Lorsque, au contraire, la denture est hélicoïdale, le contact s'établit à une extrémité et gagne progressivement toute la longueur de la dent. La séparation se produit à l'autre extrémité de la dent. On a donc à la fois une conduite plus longue à cause du recouvrement et un contact progressif, ce qui est favorable à un fonctionnement sans chocs et donc sans bruit de la transmission.

L'angle d'hélice
Par rapport à un engrenage droit, la notion d'angle d'inclinaison a été introduite. La somme des angles d'inclinaison des deux roues concourrantes va déterminer l'angle que vont faire les axes.

De façon totalement arbitraire, les angles inclinés à droite seront positifs (+) et les angles inclinés à gauche négatif (-). Si un engrenage à denture inclinée à droite d'un angle A engrène avec un engrenage à denture inclinée à gauche d'un angle a, on aura:

Les deux angles s'annulent. On aura donc des engrenages hélicoïdaux à axes parallèles.
De même, si un engrenage à denture inclinée à droite d'un angle 45° engrène avec un engrenage à denture inclinée à droite d'un angle 45°, on aura:

Les deux angles sont complémentaires. On aura donc des engrenages qui vont former un renvoi d'angle à 90°. Ce seront des engrenages hélicoïdaux à axes croisés.

L'inclinaison de la denture génère une force axiale. Cette force axiale augmente rapidement lorsque l'angle d'inclinaison a augmente lui-même. Il est donc nécessaire de contrer cette force en ajoutant au système des paliers de butée.

En raison de l'angle d'inclinaison, les formules de base utilisées pour le dimensionnement des engrenages droits doivent subir une petite adaptation.

DENTURE STANDARD	Symboles	Formules	Unités
Module	m	p	mm
Pas	p	m x	mm
Diamètre primitf	d	Zm x cosß	mm
Diamètre de tête	D	m + (2 x m)	mm
Nombre de dents	Z	d + cosß m
Sailie	ha	m	mm
Pas de l'hélice	Pz	d x tanß	mm

L'inclinaison de la denture génère une force axiale. Cette force axiale augmente rapidement lorsque l'angle d'inclinaison a augmente lui-même. Il est donc nécessaire de contrer cette force en ajoutant au système des paliers de butée.

Dans ces conditions, on ne choisit guère pour A de valeur supérieur à 25° pour les engrenages hélicoïdaux à axes parallèles. Cet angle n'est pas harmonisé entre les différents fabricants. HPC a choisit pour ses engrenages 17°45'. Il est donc nécessaire, pour des raisons de compatibilité, que le client utilise deux engrenages provenant d'HPC.

Pour résumer, il faut le même angle d'hélice sur les deux roues pour des raisons de compatibilité; de plus, l'angle d'hélice a une influence sur le diamètre primitif, donc sur l'entraxe.
Enfin, les engrenages hélicoïdaux à axes parallèles inclinés à gauche s'engrènent avec des engrenages hélicoïdaux à axes parallèles à denture inclinée à droite.

Comment déterminer le sens de l'inclinaison de denture ?

Avantages, inconvénients, conseils

Forces générées par l'engrènement

Les engrenages hélicoïdaux à axes croisés
L'inclinaison de la denture génère une force axiale.Cette force axiale augmente rapidement lorsque l'angle d'inclinaison A augmente lui-même. Il est donc nécessaire de contrer cette force en ajoutant au système des paliers de butée. La force générée par l'angle d'inclinaison de 45° est importante. Il en résulte une perte de puissance conséquente dans le système.
Le rendement de ce type de transmission est moyen.

Le contact entre les deux roues se fait sur un point. Il en résulte que le mécanisme n'est capable de transmettre que de faibles efforts. Les frottements sont relativement importants, ce qui conduit parfois à choisir le bronze pour l'une des roues, comme par exemple les roues et vis sans fin, qui ne sont ni plus ni moins que des engrenages hélicoïdaux à axes croisés avec un grand rapport de réduction.

Attention : un engrenage hélicoïdal à axes croisés dont le denture est inclinée dans un sens s'engrène avec un engrenage hélicoïdal à axes croisés incliné dans le même sens.

Comment déterminer le sens de l'inclinaison de denture ?

denture inclinée à gauche	roue menante	roue menante	denture inclinée à droite
	les engrenages à denture inclinée à gauche s'engrènent entre eux	les engrenages à denture inclinée à droite s'engrènent entre eux
denture inclinée à gauche	roue menante	roue menante	denture inclinée à droite

Forces générées par l'engrènement

Module réel: mn	Pas d'hélice: pz = p d / tg ß
Module apparent: mt = mn / cosß	Saillie ha = mn
Pas apparent:pt = mt	Creux: hf = 1.25 mn
pas réel: pn = mn = pt cos ß	hauteur de dent: h = ha + hf = 2.25 mn