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Les composants de la transmission transportent le couple et le mouvement du moteur à la charge, et ce faisant, définissent la précision de positionnement, la capacité de couple, l’efficacité et la durée de vie de la machine. Dans un entraînement à vis sans fin, un seul étage transforme un arbre rapide en une sortie lente et à fort couple à 90°, avec un rapport de réduction nécessitant plusieurs étages de rapport d’engrenages droits.
Principe de fonctionnement
Une vis à vis est un arbre en forme de vis. Il s’accorde avec une roue à vis sans fin dont l’axe est perpendiculaire et décalé par rapport à l’axe de la vis sans fin. En tournant la vis d’une tour, le filetage avance d’unPlomb, qui pousse la roue vers l’avant parz₁les dents, où z₁ est le nombre de filetages commencés. Le contact est glissé plutôt que roulant, ce qui donne un mouvement fluide et silencieux ainsi que la friction qui régit l’efficacité et l’autoblocage.
Modèle interactif de vis sans fin et de roue
Changez les valeurs. La vitesse, la multiplication du couple, l’efficacité et l’auto-verrouillage se mettent à jour instantanément. La rotation à l’écran est ralentie pour la lisibilité.
Rapport de réduction i
40 : 1
Vitesse de sortie n₂
--
Efficacité η
--
Gain de couple T₂ / T₁
--
Auto-verrouillant
--
Équations utilisées i = z₂ / z₁ · n₂ = n₁ / i · tan γ = L / (π·d₁), où L = plomb = z₁ × pas axial η = (cos αn − μ·tan γ) / (cos αn + μ / tan γ) · T₂ = T₁ · i · η Auto-verrouillant quand cœur beige γ ≤ μ / cos αn (friction statique, sans vibration) Hypothèses :angle de pression normal αn = 20°, μ constante, charge constante, absence de perte de roulement ou d’étanchéité. La μ statique est généralement plus élevée que celle d’un μ en marche, et les vibrations peuvent libérer un verrouillage marginal, il ne faut donc pas compter sur l’auto-blocage comme frein de sécurité.
Réduction en un seul étage
Le rapport est égal aux dents de roue divisées par les démarrages à vis sans fin. Une vis à vis à un démarrage sur une roue de 40 dents donne 40:1, alors qu’une paire d’engrenages à bras verts nécessiterait trois étages ou plus. Les vis à vis multidémarrage offrent des rapports plus faibles et une efficacité supérieure.
Efficacité et chaleur
Le contact coulissant convertit une partie de la puissance d’entrée en chaleur. L’efficacité augmente avec l’angle d’avance et diminue avec la friction. Les ensembles à faible rapport et à démarrage multiple peuvent dépasser 90 %, tandis que les ensembles à haut rapport proches de la limite auto-verrouillante tournent autour de 50 %.
Auto-verrouillant
Lorsque l’angle d’avance est suffisamment faible pour que la friction dépasse la composante tangente de la charge, la roue ne peut pas entraîner la vis sans fin. Cela maintient une position d’axe vertical ou de table rotative sans frein, et cela coûte plus efficace.
Types et différences techniques
Type
Caractéristique clé
Contrôle du contrecoup
Utilisation typique
Cylindrique standard
Épaisseur de filetage constante
Fixé par la distance centrale à l’assemblage
Transmission générale de l’énergie
Double plomb
Les extrémités latérales gauche et droite diffèrent, donc l’épaisseur de la dent varie le long du ver
Ajustez par décalage axial de la vis sans changement de distance centrale
Construction en deux parties avec position relative réglable
Ajustez ou compensez l’usure en repositionnant les moitiés
Axes de positionnement nécessitant un faible jeu de jeu répétable
Profil ZC
Forme de fil concave sur les flancs offrant une plus grande surface de contact
Défini par distance centrale et assemblage
Capacité de charge plus élevée et partage de charge plus fluide
Paramètres clés de performance
Ratio et départs :i = z₂ / z₁. Des rapports de 5:1 à 100:1 sont courants dans un seul étage.
Réactions négatives :le jeu libre angulaire à la sortie. Il crée une erreur de positionnement bidirectionnelle et doit être faible pour l’indexation et les axes servo.
Efficacité :Cela dépend principalement de l’angle d’avance, de la friction, de la vitesse de glissade et de la lubrification.
Capacité de couple :limitée par la pression de surface de la dent de la roue et la résistance des racines, la déformation de l’arbre à vis sans fin et la capacité thermique.
Grade de précision (DIN 1) :la classe DIN 3974 la plus serrée, les erreurs de hauteur de sangle, d’accumulation et de profil, qui déterminent la fluidité et la précision angulaire.
Comportement thermique :une température de puisard supérieure à environ 90 °C dégrade l’huile et accélère l’usure, donc vérifiez la limite de puissance thermique au cycle de travail, pas seulement la capacité mécanique.
Matériaux, fabrication et mesure
L’association standard est une vis à vis en acier trempé (généralement en acier allié cémenté, meulé) avec une roue en bronze en étain. L’acier sur bronze offre un bon comportement de glissade et permet à la roue plus souple de se conformer et de supporter l’usure, de sorte que la vis à vis survit et que la roue soit la pièce d’usure. La vis à vis est trempée et filetée selon le profil requis, et la roue est engagée ou produite avec un outil adapté à la vis sans fin. La précision est vérifiée en mesurant le plomb, le pas, le profil et la sortie sur la vis sans fin et le pas et le profil sur la roue, ainsi que la vérification du motif de contact et du jeu sur la paire assemblée.
Les notes de matériaux indiquées sont une pratique typique de l’industrie. Remplacez par vos notes exactes et le matériel d’inspection avant de publier.
Guide de sélection
Entrées à collecter
Couple de sortie maximal et continu
Vitesse d’entrée et rapport requis
Cycle de travail et température ambiante
Retour de bâton maximum autorisé
Charge de maintien statique ou nécessité de propulsion arrière
Espace de montage et interface d’arbre
Entrée au choix
Critiques de jeu et usure attendue : double fil
Maintenez la position sans alimentation : démarrage simple, petit γ
Efficacité ou service continu : démarrage multiple, γ plus grand
Choc ou charge élevé : module plus grand, profil ZC
Modes de défaillance courants
Punaissements : stress de contact trop élevé
Éraflures : mauvaise lubrification ou vitesse de glissade trop élevée
Surchauffe : fonction supérieure à la capacité thermique
Croissance du jeu : usure des roues ou jeu de roulement
L’usure et les limites thermiques sont la cause habituelle d’un ensemble sous-dimensionné, donc la taille indique la valeur thermique, puis vérifiez la résistance et la rigidité.
Applications et exigences que chacune définit
Application
Exigence sur le rapport d’engrenage
Produits pertinents
Tables rotatives CNC
Jeu bas et réglable et rigidité torsionnelle élevée