transmission par chaîne

Une transmission par chaîne transfère la puissance de rotation d'un arbre à un autre à l'aide d'une boucle de chaîne métallique et de roues dentées appelées pignons. Le pignon menant, monté sur l'arbre d'entrée, engage la chaîne et la tire vers l'avant; le pignon mené sur l'arbre de sortie est entraîné par la chaîne, convertissant le mouvement linéaire en rotation. Ce système se situe entre les transmissions par engrenages et les transmissions par courroies dans la hiérarchie de la transmission mécanique de puissance, offrant des avantages qui en font le choix standard pour les motos, les vélos, les systèmes de convoyage et les machines industrielles.

La chaîne elle-même est constituée d'une série de maillons rigides maintenus ensemble par des axes et des douilles qui permettent l'articulation à chaque joint. La chaîne à rouleaux, le type le plus courant, possède des roues montées sur les axes qui roulent le long des dents du pignon, réduisant la friction et l'usure par rapport aux chaînes silencieuses ou à dents inversées. Le pas (espacement entre les axes) est standardisé: les chaînes de vélo ont généralement un pas de 0,5 pouce, les chaînes de moto de 0,625 pouce, et les chaînes industrielles varient de 0,5 à 1,5 pouce ou plus. Les chaînes à pas plus grand peuvent transmettre un couple plus important mais tournent plus lentement pour une taille de pignon donnée.

La conception du pignon détermine l'efficacité de l'engrènement de la chaîne avec chaque roue. Un pignon avec trop peu de dents (moins de 15 dents pour la plupart des applications) provoque une articulation excessive de la chaîne et une usure accélérée; trop de dents nécessitent des roues de plus grand diamètre. Le profil des dents est usiné avec précision pour correspondre à la géométrie de la chaîne. Les rapports de vitesse sont définis en comparant les diamètres des pignons: un pignon menant de 20 dents associé à un pignon mené de 40 dents donne une réduction de 2:1. Contrairement aux transmissions par courroies, les transmissions par chaînes ne peuvent pas glisser en cas de surcharge, ce qui les rend adaptées aux applications où un engagement positif est essentiel.

Entretien et modes de défaillance

L'allongement de la chaîne est le principal mécanisme d'usure. Les axes et les douilles s'allongent progressivement sous des charges cycliques, augmentant le pas et faisant reposer la chaîne plus bas sur les dents du pignon. Non corrigé, cela entraîne des sauts de dents, un fouettement de la chaîne et une défaillance catastrophique. La tension de la chaîne doit être surveillée et ajustée régulièrement; la tension typique est vérifiée en déviant la chaîne à mi-chemin entre les pignons de 10 à 20 millimètres sous la pression de la main. Une lubrification inadéquate accélère l'usure; les chaînes industrielles sont couramment inondées d'huile ou pulvérisées avec un lubrifiant en aérosol, tandis que les chaînes de vélo et de moto s'appuient sur des huiles plus légères qui n'attirent pas la saleté.

La corrosion, en particulier dans les environnements extérieurs ou humides, dégrade à la fois la chaîne et les pignons. La rouille affaiblit la chaîne et rend les dents rugueuses, augmentant la friction. Un désalignement entre les arbres crée une charge inégale sur la largeur de la chaîne et accélère l'usure des bords. La disposition de l'entraînement doit maintenir les arbres parallèles et les pignons coplanaires; même un léger désalignement angulaire s'aggrave avec le temps. Pour ces raisons, les transmissions par chaînes exigent un entretien plus régulier que les transmissions par courroies scellées, mais elles restent préférées là où une transmission de puissance sans glissement, une densité de couple élevée et un encombrement compact sont essentiels.