Soutenance mémoire
Choix de la boîte de vitesses
Dans la transmission classique, il y a plusieurs types de boîtes de vitesses, à savoir :
• Boîte de vitesse à pignon baladeur,
• Boîte à baladeur à griffes,
• Boîte à train baladeur,
• Boîte de vitesses synchronisée
Constitution de la boîte de vitesses synchronisée
La figure II.1 donne le schéma fonctionne d’une boîte de vitesse synchronisée à cinq vitesses en marche avant et une vitesse en marche en arrière, pour une voiture à traction avant moteur placé transversalement à l’avant ; cette boîte de vitesse comporte :
− Un arbre primaire (AP) solidaire de l’embrayage, qui porte les pignons émetteurs (PE), (1), (2), (3), (4), (5) et (PMA) respectivement pour la 1ere, 2e ,3e ; 4e , 5e vitesses et la marche arrière ;
− Un arbre secondaire (AS) solidaire du pignon du couple réducteur porte des synchroniseurs (S1), (S2) et (S3) respectivement pour la 1ere et 2e , 3e et 4e et 5e vitesse. Ces synchroniseurs sont montés sur la cannelure de l’arbre secondaire (AS) sur cette arbre aussi sont montés fous les pignons récepteurs (PR), (1’ ), (2’ ), (3’ ), (4’ ), (5’ ) respectivement pour la 1ere, 2e ,3e ; 4e , 5e et aussi le pignon récepteur P’’ MA de la marche arrière qui est fixé sur la couronne du synchroniseur (S1).
− Un axe qui porte le pignon intermédiaire (P’ MA) de la marche arrière. (P’ MA) est un pignon baladeur libre en rotation et en translation autour de son axe mais, il faut prévoir un système de verrouillage pour le maintenir dans la position choisi enfin d’éviter l’accident. Nous voulons mentionner ici que, tous les pignons récepteurs (1’ ), (2’ ), (3’ ), (4’ ) et (5’ ) portent un crabot dont les dentures sont taillées en biseautées pour faciliter la pénétration des dents.
Principe de fonctionnement
Quand l’embrayage est en prise, l’arbre primaire (AP) tourne à la même vitesse que le vilebrequin. Or les engrenages (1)- (1’ ) ;(2) – (2’ ) ; (3) – (3’ ) ; (4) – (4’ ) ; (5) – (5’ ) à denture hélicoïdale sont prises constantes, donc,
♦ pour la première vitesse : le levier de changement de vitesse amène le synchroniseur (S1) avec les crabots du pignon émetteur (1’ ), celui-ci devient solidaire à l’arbre secondaire (AS) et qui va entraîner le pignon du couple réducteur, il y a démultiplication (1)- (1’);
♦ pour passer à la seconde vitesse : le synchroniseur (s1) quitte le crabot du pignon (1’ ) et qui vient en prise avec celui du pignon (2’ ), ce qui provoque la rotation de l’arbre secondaire (AS), il y a démultiplication ;(2) – (2’ ) ;
♦ pour passer à la troisième vitesse : le synchroniseur (s1) est mis au point mort et le synchroniseur (S2) amène en prise avec le crabot du pignon récepteur (3’ ) qui, entraîné par l’engrenage (3), entraîne lui-même le synchroniseur (S2) qui fait tourner l’arbre secondaire (AS), il y a démultiplication (3) – (3’) ;
♦ pour la quatrième vitesse : le synchroniseur (S2) quitte les crabots du pignon récepteur (3’ ) et vient en prise avec ceux du pignon récepteur (4 ’ ) ; à ce moment, le pignon émetteur (4) entraîne le pignon récepteur (4’ ) qui entraîne le synchroniseur (S2). Ensuite le synchroniseur (S2) entraîne l’arbre secondaire (AS), il, y a démultiplication (4) – (4’ ) ;
♦ pour passer à la cinquième vitesse : le synchroniseur (S2) est mis au point mort et le synchroniseur (S3) amené en prise par le levier de changement de vitesses avec les crabots du pignon récepteur (5’ ) qui, entraîné par l’engrenage (5), il entraîne le synchroniseur (S3) monté sur cannelure de l’arbre secondaire qui le fait tourner, il y a multiplication (5) – (5’ ) ;
♦ pour la marche arrière : tous les synchroniseurs sont mis au point mort, le pignon baladeur (P’ MA) vient en prise avec le pignon émetteur (P’’ MA) et le pignon récepteur (PMA) qui est monté sur la couronne du synchroniseur (S1), à ce moment l’arbre secondaire tourne dans la même sens que l’arbre primaire, donc la voiture marche dans la sens inverse du 1ere, 2e ,3e ; 4e , 5e vitesse, c’est la marche en arrière qui est réalisée.
Remarque : La pénétration des dents du pignon baladeur (P’ MA) aux dents des pignon émetteur (P’’ MA) et le pignon récepteur (PMA) se réalise facilement (sans choc) car les dents de ces trois pignons sont taillées en biseautées.
Rôle de différentiel
Les roues motrices doivent pouvoir tourner à des vitesses différentes en cas : virages, sous gonflages, différences de diamètre des roues, charge mal répartie, inégalité de sol. Le différentiel permet aux deux roues motrices d’un même essieu de tourner à des vitesses différentes conservant une répartition de l’effort à chaque roue.
But
Cet manuel peut utiliser comme un ouvrage de formation pour les mécaniciens non encore expérimentés (élèves et amateurs) dont le but est de donner aux élèves et amateurs un bref résumé de la diagnostic et remède des pannes les plus fréquenter sur la transmission (embrayage – boite de vitesse) d’une voiture légère (transmission classique), enfin ils peuvent vérifier et réparer eux même les pannes de leurs voitures, ou ils seront mieux ainsi surveiller les travaux qu’il demandera à son garagiste. Celui-ci pour une dépense raisonnable, vous la placerez dans les conditions optimales requises pour une utilisation aux moindre frais. Ce présent guide est destiné à tous les automobilistes et surtout les élèves mécaniciens qui sont souciés de connaître les problèmes de la transmission classique d’une voiture légère.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I. GENERALITE
1. Type de transmission
2. Fiabilité de la transmission classique (ou manuelle)
3. Type de la traction dans la transmission de l’automobile
CHAPITRE II. L’EMBRAYAGE
1. Généralité
2. Choix de l’embrayage
3. Constitution d’un embrayage à diaphragme
4. Schéma fonctionnel de l’embrayage
5. Principe de fonctionnement de l’embrayage à diaphragme
6. Dimensionnement de l’embrayage
6.1. Couple maximal à transmettre
6.2. Vitesse de synchronisation
6.3. Vérification de nombre de disque (id)
6.3.1 Vitesse linéaire du disque
6.3.2 Surface du disque
6.3.3 Force de pression des ressorts (diaphragme)
6.3.4 Pression d’écrasement de disque
6.3.5 Calcul de nombre de surface de contact de disque de friction (n)
6.4. Durée de vie de l’embrayage
6.5. Désignation standard de disque de friction
6.6. Dimensionnement de l’organe de liaison arbre-disque
6.6.1 Vérification de la longueur moyenne
6.6.2 Calcul de l’effort tangentiel T
6.6.3 Calcul de la surface total d’appuie nécessaire
6.6.4 Désignation et choix définitif de l’arbre cannelé
CHAPITRE III. BOITE DE VITESSES
1. Généralité
2. Choix de la boîte de vitesses
3. Boîte de vitesses synchronisée
3.1. Conditions imposées
3.2. Schéma de principe d’une boite de vitesse
3.3. Constitution de la boîte de vitesses synchronisée
3.4. Principe de fonctionnement
3.5. Synchronisation
3.5.1 Rôle des synchroniseurs
3.5.2 Constitution d’un synchroniseur
3.5.3 Principe de fonctionnement de synchroniseur
4. Dimensionnement des éléments constitutifs de la boite de vitesse
4.1. Choix de matériaux
4.2. Dimensionnement des pignons pour la marche avant
4.2.1. Calcule d’entraxe (A)
4.2.2. Paramètres de taillages
4.2.3. Tableau récapitulatif
4.3. Caractéristiques dynamique des pignons pour les vitesses en avant
4.4. Calcul des efforts sur les pignons
4.5. Vérification à la fatigue des engrenages
4.5.1. Vitesse de glissement
4.5.2. Vérification du pied de dents à la fatigue pour flexion répétitive
4.5.3. Expression des rapports de conduite total
4.5.4. Facteur de qualité de taillage
4.5.5. Facteur de la géométrie de la dent
4.5.6. Tableau récapitulatif de σbi des pignons
4.5.7. Calcul de la contrainte alternée de flexion admissible
4.5.8. Vérification du flanc de la à la pression d’écrasement répétitive de HERZ
4.5.9. Paramètres des engrenages de marche arrière
4.5.10. Caractéristique dynamique des pignons de la marche arrière
4.6. Les efforts sur les pignons
4.6.1. Effort tangentiel
4.6.2. Effort radial
4.7. Vérification à la fatigue des engrenages
4.7.1. Vitesse de glissement
4.7.2. Vérification du pied de dents à la fatigue pour flexion répétitive
4.8. Dimensionnement des crabots des pignons
4.9. Dimensionnement des arbres de la boite de vitesses
4.9.1. Distance entre les paliers
4.9.2. Calcul des efforts agissant sur les pignons
4.9.3. Tableau des efforts sur les pignons
4.9.4. Effort de réaction sur l’arbre primaire
4.9.5. Efforts tranchants et moments fléchissant sur l’arbre primaire
4.9.6. Diagramme de l’effort tranchant et du moment fléchissant de l’arbre primaire suivant le plan (y – z)
4.9.7. Diagramme des efforts tranchants et des moment fléchissant suivant le plan (y-z) de l’arbre primaire
4.9.8. Diamètre de l’arbre primaire (AP)
4.9.9. Effort de réaction sur l’arbre secondaire
4.9.10. Diagramme de l’effort tranchant et de moment fléchissant de l’arbre secondaire suivant le plan (y-z)
4.9.11. Diagramme de l’effort tranchant et de moment fléchissant de l’arbre secondaire suivant le plan (x-z)
4.9.12. Diagramme des efforts tranchants, moment fléchissant et moment de torsion (AS)
4.9.13. Diamètre de l’arbre secondaire (AS)
4.9.14. Vérification de l’arbre secondaire à la rigidité
4.10. Condition de guidage en rotation et en translation des arbres
4.10.1. Dimensionnement des roulements de l’arbre primaire
4.10.2. Dimensionnement des roulements montés sur l’arbre secondaire
4.11. Dimensionnement des organes de liaisons arbes-pignons
4.11.1. Clavettes
4.11.2. Cannelures
CHAPITRE IV. LE PONT
1. Généralité
1.1 Constitution
1.2 Schéma de principe du pont
2. Couple démultiplicateur
2.1. Rôle du couple démultiplicateur
2.2. Dimensionnement du couple démultiplicateur
2.2.1 Calcul de l’entraxe
2.2.2 Calcul des paramètres de taillage
2.2.3 Tableau récapitulatif des paramètres de taillage
2.2.4 Caractéristique dynamique
2.2.5 Tableau récapitulatif des paramètres dynamiques
2.2.6 Qualité de taillage
2.2.7 Calcul des efforts sur les pignons
2.2.8 Tableau récapitulatif des efforts
2.3. Vérification à la fatigue des engrenages
3. Différentielle
3.1. Généralité
3.2. Rôle de différentiel
3.3. Classification de différentiel
3.4. Constitution de différentiel conique
3.5. Principe de fonctionnement
3.6. Dimensionnement des éléments constitutifs du différentiel
3.6.1. Calcul des demis -angles primitifs
3.6.2. Calcul de module
3.6.3. Nombre de dents
3.6.4. Diamètres primitifs
3.6.5. Calcul de saillie
3.6.6. Condition de correction de la denture
3.6.7. Angle de saillie
3.6.8. Angle de creux
3.6.9. Angle de tête
3.6.10. Angle de pied
3.6.11. Diamètre de tête
3.6.12. Diamètre de pieds
3.6.13. Longueur de la génératrice des cônes primitifs
3.6.14. Pas réel
3.6.15. Tableau récapitulatif
4. Dimensionnement de l’arbre de transmission
4.1. Dimensions extérieures de la carrosserie
4.2. Poids du véhicule
4.3. Dimension de la roue
4.4. Calcul du rayon Rd
4.5. Calcul de la répartition de charge sur un arbre
4.6. Calcul de moment fléchissant résultant du demi arbre suivant le plan vertical et horizontal
4.7. Calcul du moment de torsion de demi- arbre
4.8. Calcul de diamètre de demi- arbre
4.9. Vérification de la rigidité à la torsion de demi- arbre
4.10. Dimensionnement des roulements coniques
4.10.1 Bilan des efforts appliqués sur les paliers
4.10.2 Choix des roulements
4.10.3 Elongation angulaire
4.10.4 Charge dynamique équivalente
4.10.5 Charge dynamique de base
4.10.6 Condition de guidage en rotation et choix définitif des roulements
4.10.7 Ajustements des roulements
4.10.8 Schéma de montage des roulements
CHAPITRE V. IMPLICATION PEDAGOGIQUE
1. Introduction
2. But
3. Méthode de recherche
4. Organigramme
5. Conseils a la conduite
CONCLUSION
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