roue dentée

Une roue dentée est un composant mécanique dont les dents sont taillées ou formées autour de son pourtour extérieur, conçu pour s'engrener avec une autre roue dentée afin de transmettre la puissance et le mouvement de rotation. Les dents s'engagent selon un schéma de contact contrôlé et répétitif qui convertit le couple d'un arbre rotatif à un autre, ou modifie la vitesse et la direction de rotation entre deux axes.

Les dents sont la caractéristique essentielle. Elles sont généralement espacées uniformément autour de la circonférence de la roue et taillées selon un profil spécifique, le plus souvent une courbe en développante. Le diamètre primitif, le module (ou le pas diamétral dans les systèmes impériaux) et l'angle de pression déterminent si deux roues s'engrèneront en douceur. Lorsqu'un engrenage menant tourne, ses dents poussent séquentiellement contre les dents de l'engrenage mené, créant un avantage mécanique. Le rapport du nombre de dents entre les roues détermine le rapport de vitesse : un engrenage à 40 dents s'engrenant avec un engrenage à 20 dents produira une réduction de vitesse de 2:1.

Les roues dentées existent en plusieurs types en fonction de leur géométrie et de la disposition de leurs axes. Les engrenages droits ont des dents droites taillées parallèlement à l'axe et sont utilisés pour les arbres parallèles. Les engrenages hélicoïdaux ont des dents inclinées qui produisent un engagement plus doux et plus silencieux et une capacité de charge plus élevée. Les engrenages coniques ont des dents coniques et transmettent le mouvement entre des arbres à un certain angle, souvent perpendiculaire. Les engrenages à vis sans fin interagissent avec un arbre fileté pour obtenir des réductions de vitesse très élevées.

Matériaux et modes d'usure

L'acier est le matériau standard pour les roues dentées qui doivent supporter des charges élevées ; la fonte est utilisée lorsque le poids et le coût sont plus importants que la précision. L'usure des dents, la rupture des dents et le piquage du flanc des dents sont les principaux modes de défaillance. Une mauvaise lubrification, un désalignement ou une surcharge accélèrent ces trois phénomènes. Le jeu, le petit espace entre les dents en prise, doit être soigneusement contrôlé : trop peu provoque des frottements et de la chaleur ; trop de jeu provoque des chocs et du bruit.

Lors de l'assemblage, les roues dentées sont montées sur des arbres via des alésages, des clavettes ou des cannelures, et l'espacement entre les roues doit être suffisamment précis pour que les dents s'engagent en douceur sans grippage. Les roues dentées modernes sont souvent fabriquées par taillage ou par génération, ce qui permet une grande précision et une grande constance. Le terme « roue dentée » est parfois utilisé de manière interchangeable avec « engrenage », bien que « roue dentée » mette l'accent sur la forme de la roue par opposition, par exemple, à une crémaillère ou à une vis sans fin.