La boite de vitesses mécanique

La boite de vitesses mécanique

Fonctionnement de la boite de vitesses

La fonctionnalité des boîtes de vitesses est de transmettre la puissance fournie par un moteur aux roues du véhicule, en modifiant éventuellement le rapport entre la vitesse derotation et le couple.Le principe de ce type de boîte repose sur le choix de plusieurs couples de pignons(appelés engrenages) offrant des rapports de transmission différents. Chaque engrenage estconstitué d’un pignon d’entrée solidaire de l’arbre primaire, et d’un autre pignon de sortie enliaison pivot avec l’arbre secondaire. Un rapport est enclenché lorsqu’un des pignons de sortiedevient solidaire de l’arbre secondaire. Pendant ce temps les autres pignons tournentlibrement. On dit qu’ils sont fous.

Après débrayage, pour rendre un pignon fou solidaire de son arbre, il faut dans unpremier temps le synchroniser avec son arbre, c’est-à-dire annuler la vitesse de rotationrelative, puis le bloquer en rotation. La manœuvre est assurée par un synchroniseur (synchro)et un crabot montés sur des cannelures, donc en liaison glissière avec l’arbre, et commandésen translation par l’une des fourchettes

Situation de la boite de vitesses

Le système de transmission comprend l’ensemble des mécanismes situés entre le moteur et les roues motrices. Moteur :Fournit l’énergie mécanique pour propulser le véhicule. Embrayage :Permet d’établir progressivement l’accouplement au démarrage, ou de romprela liaison entre le moteur et le reste de la transmission lors d’un changement de vitesse.Boite de vitesses :Permet de varier le couple moteur transmis la roue, suivant l’importancedu couple résistant. Entre boite de vitesses et pont arrière :Il y a un arbre de transmission qui lie l’arbre desortie de boite à l’arbre d’entrée du pont. Pont arrière (différentiel) :Partage le couple d’une façon égale sur les deux roues et dans lecas virage, permet aux roues intérieures et extérieures de tourner à des vitesses de rotation différentes.

Les types de la boite de vitesses

Les 4 types de boîte de vitesses sont :

a)Les boîtes manuelles :La boîte manuelle dite » à pignons toujours en prise » est la plus utilisée de nos jours; elle se distingue sur ce point des boîtes de machines outils qui disposent d’engrenages désaccouplés

b)Les boîtes automatiques: La transmission automatique est un système capable d’assumer de manière autonome les fonctions de l’embrayage et de la boîte devitesses. À l’identique d’une boîte de vitesses robotisée, c’est un système électro-hydraulique piloté par un calculateur électronique qui gère les passages de vitesses.

c)Les boîtes robotisées :se sont des boites manuelles standards aux quelles on a greffée un système automatisé, électrotechnique souvent associé a l’hydraulique.

d)Les boites à crabots :Utilisé en compétition (rallye notamment) et sur les motos, cetteboîte possède l’avantage de pouvoir se passer d’embrayage et d’avoir un meilleur rendement, au prix d’une usure qui peut être rapide et d’un claquement lors des passages de vitesse.

Erreur de transmission dynamique

L’erreur de transmission dynamique est une image du comportement vibratoire etacoustique d’engrenages en fonctionnement sous charge. Certains auteurs, comme Munro ,ont ainsi pu mettre en évidence des phénomènes de séparation momentanée de dentures suivisde chocs à travers la mesure de ce paramètre.Maatar et Velex & Maatar et ont proposé quand à eux une méthodologiebasée sur la description locale des conditions de contacts entre les dentures, pour laquellecette erreur ne constitue plus une source d’excitation mais le résultat du comportement du réducteur.

Les équations du mouvement et les conditions associées aux contacts normauxentre dentures sont résolus simultanément et les erreurs de transmission apparaissent alorscomme des résultats de la simulation et non pas comme des données du problème.En conclusion, malgré certaines limitations, le concept d’erreur de transmission s’avère particulièrement bien adapté pour caractériser le comportement dynamique d’engrenages (principalement pour des largeurs de denture faibles) et constitue un indicateur intéressant entermes de vibro-acoustique.

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Table des matières

Introduction générale
CHAPITRE 1 : généralité sur la boite de vitesses mécanique
1.1Introduction
1.2Fonctionnement de la boite de vitesses
1.3Situation de la boite de vitesses
1.4Les types de la boite de vitesses
1.5Les éléments constitutifs de la boite de vitesses (manuelle) 1.5.1Les engrenages
1.5.2Les arbres
1.5.3Les paliers
1.5.4L’huile
1.5.5Les synchroniseurs
1.5.6La commande a boite
1.5.7Le carter
1.5.8Lubrifiant
1.6conseilles pour bien préserver la boite de vitesses
1.7Conclusion
CHAPITRE 2 : sources d’excitations dans les transmissions parengrenages
2.1 Introduction
2.2 Sources d’excitations
2.2.1 L’erreur de transmission (indicateur du comportement)
2.2.2 Autres sources d’excitations
2.2.2.1 sources d’excitations internes
2.2.2.2 sources d’excitations externes
2.3 Etudes des erreurs et défauts
2.3.1 Les déformations élastiques
2.3.2 Erreurs de forme et de position
2.3.3 Les défauts de montage ou de positionnemen
2.4 Technique de détection des défauts d’engrenage
2.4.1 Analyse des signaux acoustiques
2.4.2 Analyse des lubrifiants
2.5 Conclusion
CHAPITRE 3 : modélisation dynamique des engrenages
3.1 Introduction
3.2 Présentation des différents types des modèles des boites à engrenages
3.2.1 Modélisation statique
3.2.2 Modélisation dynamique
3.3 Discrétisation de la transmission
3.3.1 Modèles à un degré de liberté
3.3.2 Modèles à paramètres concentrés
3.3.3 Modèles éléments finis
3.3.3.1 lignes d’arbres
3.3.3.2 roulements
3.3.3.3 Carter
3.4 Conclusion
CHAPITRE 4 : modélisation par la méthode des éléments finis d’unsystème de transmission par engrenage d’une boite de vitesses
4.1 Introduction
4.2 mise en équation d’un modèle dynamique
4.2.1 Élément engrenage
4.2.2 Élément arbre
4.3 Écriture des équations générales de mouvement
4.3.1 Assemblage des divers éléments de la boite de vitesses
4.3.2 Résolution des équations de mouvement
4.4 Conclusion
CHAPITRE 5 : Organisation de la programmation
5.1 Introduction
5.2 Organigramme
5.3 Programme principal
5.4 Description du programme
CHAPITRE 6 : Résultats et interprétation
6.1 Introduction
6.2 données du problème
6.3 Résolution du système dynamique
6.4 Validations et comparaisons des résultats
6.5 Interprétation
6.6 Conclusion
Conclusion générale
Références bibliographiques