Courroies trapézoïdales

 

 

Figure 9 - Principales familles de courroies trapézoïdales

 

 

Figure 10 - Efforts presseurs exercées par la gorge d'une poulie
sur une courroie trapézoïdale

 

 

Figure 11 - Exemples d'application des courroies trapézoïdales

 

Les courroies trapézoïdales sont les plus utilisées ; à tension égale elles transmettent une puissance plus élevée que les courroies plates (conséquence de la forme en V augmentant la pression de contact et par là l'effort transmissible).

Si une puissance élevée doit être transmise on peut utiliser plusieurs courroies en parallèles sur la même poulie (avec 1, 2, 3..., 10 gorges).

Le montage nécessite un bon alignement des poulies et un réglage de l'entraxe pour le montage et le démontage.

Remarques :

-          Pour obtenir de bons résultats et une bonne transmission, la courroie doit aller suffisamment vite (environ 20 m/s).

Les problèmes apparaissent au-dessus de 25 m/s et en dessous de 5 m/s (schématiquement 4 000 tr/min est une bonne vitesse ; des problèmes au-dessus de 5 000 tr/min et au-dessous de l000 tr/min).

-          Contrairement aux courroies plates, les grands entraxes sont à éviter car les vibrations excessives du brin mou diminue la durée de vie et la précision de la transmission [indications : α < 3(D+d)].

 

Figure 12 - Séries classiques et étroites	Figure 13 - Montage sur une poulie (β = 32°, 34°, 36°, 38°)

 

 

La série étroite (SPZ, SPA...) permet des transmissions plus compactes que la série classique (Z, A, B...) ; les courroies sont plus flexibles et les calculs identiques. Un crantage intérieur augmente la flexibilité et la capacité à dissiper la chaleur aux hautes vitesses.

Les courroies striées ont une action coinçante moins marquée et leur fonctionnement se rapproche plus de celui des courroies plates.

Étude générale

Elle est identique à celle des courroies plates sauf que d et D sont remplacés par d_p et D_p , diamètres primitifs des poulies, et que β intervient.

Indication : 3 ≤ T/t ≤ 5 et le plus souvent T≈5t

Calcul des courroies trapézoïdales

 

 

 

 

 

 

Figure 14 - Ligne primitive d'une courroie trapézoïdale

 

Le principe est résumé par l'organigramme de la figure 14

 

 

 

figure 15 - Graphe 1 : gamme des puissances transmissibles par type de courroie.

Remarques :

-           Plus le diamètre des poulies est grand, plus la durée de vie est grande. Les puissances de base (P_b) indiquées tableau 4, en tiennent compte et sont déterminées pour un angle d'enroulement de 180°. Le coefficient K_θ permet de faire les corrections pour des angles d'enroulement différents.

 

 

figure 16 - Graphe 2

 

-          Plus la longueur de la courroie est grande, plus la durée de vie est élevée (chaque tronçon de courroie travaillant moins) ; le coefficient KL permet de faire les corrections.

 

 

 

figure 17 - Graphe 3

Données :

N_d : vitesse de la petite poulie (tr/min)

N_D : vitesse de la grande poulie (tr/min)

d_p : diamètre primitif de la petite poulie

D_p : diamètre primitif de la grande poulie

L : longueur primitive de la courroie

l_p : largeur primitive de la section de la courroie

V : vitesse linéaire de la courroie (m/s)

P : puissance réelle à transmettre (W)

P_s : puissance de service ou puissance corrigée

P_b : puissance de base de la courroie

P_a puissance admissible par la courroie

K_L : coefficient correcteur fonction de la longueur primitive L_p

K_s : coefficient correcteur lié aux conditions de service de la transmission

K_θ coefficient correcteur fonction de l'angle d'enroulement θ

θ= θ_d : angle d'enroulement sur la petite poulie

 

 

 

 

 

 

 Exemple de calcul

Soit à déterminer les courroies transmettant une puissance de 10 kW entre un moteur électrique (1 500 tr/min) et une machine de production (600 tr/min) travaillant de 6 à 15 h/jour.

Résolution

On adopte un K_s de 1,3 pour l'installation.

P_s = P.K_s= 10.1,3 = 13 kW

Le graphe 1 (figure 15) permet de sélectionner les courroies de type B.

Diamètres primitifs

d_p = 140 mm est imposé pour la petite poulie.

Pour la grande poulie :

 

Vitesse linéaire de la courroie

 

 Entraxe α

avec D_p/d_p = 2,5 on prend a ≥ ½(D_p+d_p)+d_p = 385 mm = α_mini

limite supérieure : α < 3(D_p + d_p ) = 1 470 = α_maxi

Pour des raisons d'encombrement et compte tenu du tableau 3, on retient α = 437 mm

Longueur primitive courroie :

_Lp = 2 x 437 + 1,57(350 + 140) + (350 - 140)2/(4.437) = 1 668 mm

Puissance de base de la courroie

(tableau 4, avec d_p = 140 et V = 11 m/s) :

P_b = 4,16 kW (obtenue par interpolation entre 3,95 et 5,02)

Puissance admissible de la courroie choisie

P_a = P_b.K_L.K_θ K_L

K_L ≈ 0,94 (graphe 3 avec L_p = 1668) ;

K_θ ≈ 0,93 (graphe 2 avec θ = 152,19°)

θ = 180° - 2 sin^-1((D_p - d_p)/2a) =
180° - 2 sin^-1((350 - 140)/2 x 437)) = 152,19°

P_a = 4, 16.0, 94.0, 93 = 3,64 kW

Nombre nécessaire de courroies : n_c = 13/3,64 = 3,57 (soit 4 courroies)