Rapport d'engrenage simple expliqué

Il est important de connaître la façon dont les engrenages interagissent les uns avec les autres pour quiconque envisage d'en tirer le meilleur parti. La plupart des voitures modernes ont des rapports de démultiplication qui ont été calculés avec des ordinateurs, mais pas les vélos et les projets de maison mécanique. Si vous êtes intrigué par les rapports de démultiplication, il vous sera utile de savoir ce qu'est un rapport de démultiplication et comment il affecte les autres parties de votre appareil mécanique.

Lorsqu'il y a un certain nombre d'engrenages engrenant ensemble, le nombre de dents sur eux formera un rapport important: le rapport d'engrenage. Lorsque plusieurs engrenages s'engrènent, ils forment ce qu'on appelle une chaîne d'engrenages. Le rapport n'est calculé qu'à partir du premier rapport, du rapport d'entraînement qui est attaché à la source d'alimentation et du dernier rapport de la chaîne. Si vous comptez le nombre de dents sur l'engrenage un et sur l'engrenage X (le dernier) et que vous les définissez dans un rapport (1:X), c'est le rapport d'engrenage. Si le nombre peut être réduit, vous devez le réduire, par exemple un rapport de 100 dents: 40 dents réduit à 5:2.

Le rapport d'engrenage est nécessaire pour calculer la vitesse qu'une chaîne d'engrenages donnée produira. Lorsque vous avez cette information, vous avez la moitié des informations nécessaires pour calculer la vitesse. L'équation est la vitesse (engrenage 1) * dents (engrenage 1) = vitesse (engrenage X) * dents (engrenage X). Donc, si vous avez la vitesse que le moteur met dans les engrenages, vous pouvez très facilement calculer la vitesse de l'engrenage X.

Sur un vélo, vous avez un système légèrement différent: au lieu d'une paire d'engrenages en prise directe, ils sont attachés par une chaîne de poulie, mais le rapport de démultiplication s'applique toujours. Sur un vélo de montagne, par exemple, vous avez un ensemble d'engrenages concentriques attachés aux pédales et plus d'engrenages attachés à la roue motrice. Le rapport des dents de l'engrenage de la roue aux dents de l'engrenage de la pédale formera toujours un rapport - et si vous pédalez à une vitesse définie sur le vélo, le changement de ce rapport de vitesse changera la vitesse à laquelle vous allez.

Dans une chaîne à engrenages, lorsqu'il y a plusieurs engrenages au milieu, quelque chose d'assez intéressant arrive aux engrenages du milieu. Vous avez peut-être remarqué que dans les calculs précédents, les seuls engrenages qui sont importants sont le premier et le dernier. C'est parce que les vitesses intermédiaires n'ont pas d'impact sur la vitesse - elles iront aussi vite ou lentement qu'elles en ont besoin. Ce qu'ils changeront, cependant, c'est la direction: s'il y a un nombre impair de vitesses, la première et la dernière tourneront dans la même direction.

L'avantage de connaître le rapport de démultiplication est que vous pouvez l'utiliser à votre avantage mécanique. Il y a un compromis entre la vitesse et le couple, qui est la puissance de rotation. Lorsque le rapport de démultiplication est de 1:1, la quantité de couple est la même et la vitesse est la même. Cependant, dès que vous augmentez le rapport de démultiplication (1:4, par exemple), vous allez réduire la quantité de couple mais augmenter considérablement la vitesse. Si vous inversiez le rapport (disons 4:1), vous réduiriez la vitesse mais augmenteriez le couple.