Résistance mécanique de la fonte

ingenieu59 · 4 Mar 2016

Bonjour,

Oui, bien sûr, cela fait faire de nouveaux engrenages .

JeanYves · 4 Mar 2016

Re ,

Enfin avec un peu de patience , on arrive à trouver des roues au module 2 , sur le net ,
il y en a eu même sur ce forum .
Avec eventuellement une adaptation au niveau du moyeu , ce qui est facile à faire .
C'est ce que j'ai aussi sur mon tour .

philippe2 · 4 Mar 2016

ingenieu59 a dit:
Bonjour,

J' ai vérifié ce matin avec un engrenage au module 1,5 que j' avais acheté .

Mon calcul est bon, si on remplace le mod 2 larg 16 mm par un mod 1,5 , il faut une longueur de dents = 22 mm pour avoir la même surface de contact .

Merci à vous pour les liens et les formules .

Bonjour,

La contrainte en pied de dents (lieu des ruptures) n'est pas proportionnelle à la surface projetée (ton calcul) mais aux efforts tangentiels vs le module d'inertie en pied de dents. Une dent de pignon est une poutre soumise en flexion. Un autre facteur dimensionnant est la contrainte de hertz, résistance à la compression de deux surfaces courbes en contact et a aussi une formule complexe. Ton topic ingénieu59 (voisin ?, je suis dans le 62 où alors nous avons un âge proche) m'interpelle et m'intéresse.
Déjà pour la lyre, il y a un problème pour le rapport d'entrainement, qui conditionne l'avance par tour. Ce n'est pas fondamental pour du chariotage, mais pour les filetages si. 2/1,5 n'est pas divisible en nombre premier, cela fait désespérément 1,3333333333 avec des trois jusqu'à l'infini.

Donc si tu veux faire du filetage il va falloir conserver le nombre de dents du pignon de broche et celui de la vis mère voire ceux des pignons double s'il y en a dans cette lyre. Et compenser les entraxes par la taille des pignons intermédiaires (pignons simples). Tu vas nécessairement diminuer le diamètre primitif des pignons de broche et de vis mère, et donc augmenter l'effort tangentiel. Cela va charger plus des dents plus petites.

Mais mon bons sens me dit que cela devrait aller avec des pignons acier pour ton usage. Mais seulement si avec le module de 2 qui est celui d'origine de ta tête de cheval, pour fileter.

++++

Philippe.

ingenieu59 · 4 Mar 2016

Bonsoir,

Eh bien Philippe, merci pour ce commentaire qui va sans doute faire avancer les choses .

En fait, ce n' est pas pour un tour !!! J' ai en projet de transformer une fraiseuse en tailleuse d' engrenage par génération . Mais chut !!!
C' est parce que j' ai aussi des engrenages en module 2 provenant d' un diviseur ( qui peut faire le taillage hélicoïdal ).

Comme ils sont en fonte également, ( en fonction de la résistance des matériaux ) c' est la raison pour laquelle , je voulais réduire le module à 1,5 , par soucis de place .
La lyre n' étant pas encore faite, j' aurai du pain sur la planche pour la cojiter , avec , comme tu dis, la tête de cheval ..

Je ne sais pas calculer les moments de flexion des dents ( n' ayant fait aucune études dans le domaine ), donc, je ne peux pas dire si le module 1,5 va convenir pour mon application ou pas.
la fraiseuse a un moteur unique de 5 cv

Cdt
Christophe

philippe2 · 5 Mar 2016

Bonjour,

Quel procédé pour le taillage ? Fraise mère ? Cela nécessite la synchronisation entre la rotation de l'outil (broche) et la rotation de la pièce à tailler. Cela pose la question sur ta fraiseuse de base du rapport d'entrainement entre la broche et les avances de la table. Les fraises mères sont comme une vis sans fin à un filet. Par exemple pour tailler une roue de 60 dents, la rotation du diviseur devra être de 1/60 par rapport à la broche.

Ensuite comment comptes tu procéder pour "détourner" une avance automatique de la table pour mettre en rotation le diviseur ? Cela me parait assez compliqué à la base.

Qu'envisages tu comme projet, avec des pignons taillés maison ?

++++

Philippe.

ingenieu59 · 5 Mar 2016

Bonjour Philippe,

J' ai trouvé à la ferraille, la machine qui peut le faire . J' ai déjà modifié sa BV des avances parce qu' elle avait un problème.
C' est justement pour cela que j' ai la synchronisation , maintenant, entre la broche et l' entraînement de la table .

Je pensais utiliser des engrenages d' un diviseur au module 2 et me fabriquer ceux que je n' ai pas . Mais, je me heurte à un autre problème, celui de trouver la matière .
C' est la raison pour laquelle , je posais la question pour le module 1,5 ( même nb de dents, mais diamètre de tête plus petit qu' avec le module 2 ) . Et donc, encombrement plus réduit .

Pour le taillage des pignons, oui, il faudra que je me les fasse tous. Je peux avoir de l' acier 42CrMo4

Cdt.
Christophe

philippe2 · 5 Mar 2016

Re,ingenieu59,

S'il s'agit simplement de train d'engrenages entre un accès à une avance de ta table à synchroniser avec ta broche, mon avis "au pif" est que le couple à transmettre est faible (mais dépendant d'un tas de choses non évaluables comme les pertes par frottement de ton diviseur sous la charge due à la coupe de la fraise mère, d'où ma réponse au pif). Il y a une technique que je n'oserai pas consistant à faire tourner la pièce à tailler montée folle, la fraise assurant sa rotation pendant le taillage, comme une vis sans fin. Cela a été discuté sur un autre topic de ce site. C'est un bon indice pour estimer le couple à transmettre assez bas.

Maintenant tout est dans la précision que tu souhaites, et pour quel projet ? Il existe un tas d'offres de pignon taillés sur le net pour "pas trop cher". Et parfaitement acceptables pour un usage hobby sans trop s'embêter.

++++

Philippe.

ingenieu59 · 5 Mar 2016

Re, Philippe,

tu parles de tri-distribution .

J' ai vu aussi, mais, ils se contentent de faire les pignons les plus standard . Or, en agriculture, il y a toujours un nombre de dents impossible à faire
à l' aide d' un diviseur du commerce, et, bien sûr, chez tri-distribution, tous les modules ne sont pas là .

J' avais vu aussi, le système de roue folle . Mais avec des fraises à 800 jusque 3000 €, je ne m' y risquerais pas .

Pour toi, le module 1,5 peut convenir allégrement .

Cdt
Christophe

moissan · 5 Mar 2016

la resistance n'est pas le probleme , mais plutot la precision : plus les engrenage sont gros plus il sont facilement precis et moins il s'usent même si il sont en matiere ordinaire

inversement j'ai vu des grosse machine a tailler dont tous les engrenage de reglage sont en module 1,5 , mais en acier trempé très resistant ... les lyre sont très massive pour eviter la moindre flexion : completement different des lyre de vieux tours : c'est la solution industrielle moderne , mais pour de la fabrication maison je prefere des engrenage le plus grand possible que des petit exigeant plus de qualité

gégé62 · 5 Mar 2016

kiki86 a dit:
Re = résistance pratique du matériau

d'accord kiki86, mais ce qu'on appelle la résistance pratique, notée Rp, est la limite de rupture. Il y a largement un rapport de 1 à 1.5 entre les deux.
Donc je pense que ce doit être plutot la limite élastique, en général notée Re.

gégé62 · 5 Mar 2016

philippe2 a dit:
et a aussi une formule complexe.

Si ça peut aider, j'ai mis une feuille xls sur le forum dimanche https://www.usinages.com/threads/calcul-de-contrainte-de-contact.88163/

ingenieu59 · 5 Mar 2016

Bonsoir,

Merci moissan pour les renseignements fournis . Du coup, faire " tremper " , cela rajoute un coût supplémentaire ( j' ai demandé un devis ) non négligeable .
Tu as aussi raison sur le fait que sur le module2 , les dents sont plus hautes . ( 4 mm pour les pignons de diviseur que j' ai , en fonte )

Gégé, peux-tu expliquer à un néophyte comme moi , le principe de ta feuille de calcul excel, et , les cases à remplir pour obtenir de nouvelles données réactualisées .

Merci à vous, c' est agréable de discuter , sans recevoir d' insultes .

JieMBe · 6 Mar 2016

gégé62 a dit:
d'accord kiki86, mais ce qu'on appelle la résistance pratique, notée Rp, est la limite de rupture. Il y a largement un rapport de 1 à 1.5 entre les deux.
Donc je pense que ce doit être plutot la limite élastique, en général notée Re.

Salut,

Je n'ai jamais vu la désignation Rp sur une courbe de traction, je suppose que c'est un raccourci pour la Rp0.2% qui correspond à la résistance pour une plasticité de 0.2% qui est utilisé pour déterminer la résistance des matériaux qui ne présentent pas de palier de plasticité:
Quand on a un palier de plasticité, la résistance élastique est très simple à déterminer, cela correspond à la contrainte au début du palier de plasticité. C'est le cas pour une éprouvette taillé dans du S235 (ex E25) laminé à chaud:

Par contre dans le cas d'un matériau écroui, la limite entre le domaine élastique et le domaine plastique n'est pas franche, on se fixe donc un seuil de plasticité de 0.2% d'allongement pour déterminer la limite élastique que l'on appelle Rp0.2.
Voila ce que cela donne pour une éprouvette en C45 (ex XC48) taillé dans de de l'étiré de Ø 12mm:
[div=none][arrow][/arrow][/div]
En ce qui concerne le choix du matériau dans le cas des engrenages, il vaut mieux éviter les fontes grises qui sont fragiles et anisotropes (c'est à dire qu'elles ne se comportent pas du tout de la même façon en compression et en traction comme le béton). Il est préférable de choisir parmi les fontes ductiles comme les fontes à graphites sphéroïdales.

bm7084 · 6 Mar 2016

Bonjour
Lors de mes etudes ,on choisissait un metal pour ses qualites de contact ( par exemple bronze pour une roue pour vis sans fin). Connaissant sa resistance élastique et un coeff de sécurité ,cela donnait une resistance que kiki86 appelle résistance pratique dans l'equation M= ou sup à 2,34racine carré deF/k×Re
A partir de cela, compte tenu du k , nous obtenons un module ,à rapprocher du module normalisé ,
sans faire d'itération .

JieMBe · 6 Mar 2016

kiki86 a dit:
Re = résistance pratique du matériau

bm7084 a dit:
Connaissant sa resistance élastique et un coeff de sécurité ,cela donnait une resistance que kiki86 appelle résistance pratique

gégé62 a dit:
ce qu'on appelle la résistance pratique, notée Rp, est la limite de rupture

JieMBe a dit:
Je n'ai jamais vu la désignation Rp sur une courbe de traction, je suppose que c'est un raccourci pour la Rp0.2% qui correspond à la résistance pour une plasticité de 0.2% qui est utilisé pour déterminer la résistance des matériaux qui ne présentent pas de palier de plasticité

Là cela devient dangereux, sur le même fil on retrouve 4 définitions différentes pour le terme Rp: je propose:
- La résistance élastique notée Re correspond à la contrainte de traction maximale de la zone de déformation élastique du matériau.
- La résistance de plasticité à 0.2% d'allongement notée Rp0.2 correspond à la contrainte de traction maximale de la zone de déformation élastique du matériau pour les matériaux dont la limite élastique n'est pas franche (matériaux écrouis)
- La résistance pratique à l'extension notée Rpe correspondant à la résistance élastique pondérée avec un coefficient de sécurité : Rpe=Re/s avec s coefficient de sécurité variant de 1.2 à 8
- la résistance à la rupture notée Rm ou Rr correspondant à la contrainte maximale que peut subir le matériaux et conduisant à la ruine de la pièce.

Dans la plupart des cas la pièce est déformée donc plus fonctionnelle si on dépasse la limite élastique, donc le dimensionnement se fait en prenant la valeur de la limite élastique ( Re ou Rp0.2) que l'on pondère par un coefficient de sécurité s, et donc d'une contrainte qui ne doit pas dépasser la résistance pratique à l'extension (ou élastique) soit Rpe.

Est-ce que cela va pour tout le monde ?

ingenieu59 · 6 Mar 2016

Bonjour,

Je rappelle , pour ceux qui passeraient par ici La formule de kiki86 :

M>=2,34 * racine carrée ( F / k x Re )
avec F effort tangentiel sur la dent
k =rapport entre la longueur de la dent et le Module : en general 10
Re = résistance pratique du matériau

Par exemple, si l' on choisi un acier 45CrMo4 ,
largeur de denture ( ou longueur ) : 22 mm donc k =14.66666 pour un module 1,5

cela va donner le résultat suivant :

L' effort F sur une dent sera : 1,5 >= 2.34 * racine carrée ( F/ ( 14.66666 x 45 )
Soit, ( F/600) = 0.410914
D' où F= 600 x 0.410914 = 246.55 arrondi

Vous dites si je suis complétement à côté de mes pompes . lol

JieMBe · 6 Mar 2016

ingenieu59 a dit:
Vous dites si je suis complétement à côté de mes pompes . lol

J'en ai bien l'impression
Dans ton exemple tu donnes 45 comme valeur à la résistance pratique du matériau (que tu persistes à apeller Re alors que cela désigne conventionnellement la résistance élastique) pour le 45CrMo4. D’où sors tu cette valeur ? et avec quel coefficient de sécurité ? J'ose espérer que tu n'as pas pris le 45 de la désignation du matériau car il correspond à 100 fois le % de carbone dans sa composition

bm7084 · 6 Mar 2016

Bonsoir
Je ne comprends pas , c'est quoi, un contrôle sur une roue existante.Autrement, se donner un module et une largeur de dent,c'est du pifomètre. Si le resultat n'est pas bon on recommence. C'est une itération. Et faire un premier calcul du module et pour faire celui ci , si ce n'est pas bon ,il faut jeter la calculette .
JieMBe,ok pour Rpe

JeanYves · 6 Mar 2016

Bsr Jiembe et les autres ,

JieMBe a dit:
La résistance pratique à l'extension notée Rpe correspondant à la résistance élastique pondérée avec un coefficient de sécurité : Rpe=Re/s avec s coefficient de sécurité variant de 1.2 à 8

Avant c'etait appellé Rp !
qui etait en effet le quotient de la limite élastique Re / S coefficient de securité .

bm7084 · 6 Mar 2016

Bonsoir
Oui ,c'est ce que j'avais en tête, mais bon ca fait longtemps . C'est sûr que Rp= resistance élastique et Rpe= resistance pratique à l'extension= resistance
Rp/coeff de sécurité ,oui bon?

ingenieu59 · 6 Mar 2016

Bonsoir,

En fait l' acier que je pourrai avoir, c' est du 42CrMo4

Recuit, chauffe à 825° et refroidi lentement
cela donne du 75 kg/mm²

Trempe à l' huile et revenu à 200 °C ,
Résistance : 1900 N/mm²
Limite élasticité à 0,2% = 1500 N/mm²
Allongement sur 5 d = 7%

Trempe à l' huile et revenu à 675 °C
Résistance : 1000 N/mm²
Limite élasticité à 0,2 % : 800 N/mm²
allongement sur 5d : 18%

Voilà, c' est pour cela que j' avais pris la valeur 45 ( très basse , compte tenu aussi de la résistance à l' usure )

Sinon, si quelqu' un pouvait m' expliquer où il y a des erreurs d' interprétation de la formule . merci .

bm7084 · 6 Mar 2016

Bonsoir
L'application de la formule est bonne ,je n'avais pas réalisé que vous calculiez à partir de pignons existants.

philippe2 · 6 Mar 2016

Bonsoir,

Le dimensionnement par Rp0,2 est valable pour une rupture brutale. Il définit une charge élevée qui suffit à rompre une pièce. Le mode de rupture des machines est plutôt en fatigue, chargement polycyclique. CF Wikipédia pour la fatigue des matériaux, dont courbe de Wöhler.

++++

Philippe.

ingenieu59 · 8 Mar 2016

Bonsoir,

Voici un peu de lecture , qui résume les dires de tout le monde concernant la fatigue et la rupture .

https://fr.wikipedia.org/wiki/Fatigue_(matériau)

Bonne lecture !!

Christophe

JieMBe · 8 Mar 2016

philippe2 a dit:
Bonsoir,

Le dimensionnement par Rp0,2 est valable pour une rupture brutale. Il définit une charge élevée qui suffit à rompre une pièce. Le mode de rupture des machines est plutôt en fatigue, chargement polycyclique. CF Wikipédia pour la fatigue des matériaux, dont courbe de Wöhler.

Si tu dépasses juste la contrainte Rp0.2, il n'y a que rarement rupture. Pour la plupart des matériaux il y a juste une déformation de la pièce qui peut quand même la rendre impropre à son usage.
C'est donc entre autre pour cela que l'on fait le dimensionnement en appliquant un coefficient de sécurité. Avec un coefficient de sécurité de 3, on est assuré de résister un nombre quasi infini de cycles pour presque tous les matériaux.
Le dimensionnement à la fatigue se fait quand même dans des cas très particulier, et principalement lorsque l'on veut optimiser le poids avec des matériaux sensibles à la fatigue. C'est le cas pour l'aluminium dans l’aéronautique. On va certainement tenir compte de la fatigue si on dimensionne le réducteur d'un hélicoptère, ou même dans le cas d'une Boite à vitesse automobile. Mais dans le cas d'un pignon servant à synchroniser les mouvements d'une machine unitaire, c'est franchement hors de propos.
D'ailleurs sur combien de cycles doit on se baser, ce n'est pas dans le CdCF !

ingenieu59 · 9 Mar 2016

Bonjour JieMBe

Concrètement, ce que tu veux dire, c' est que même le module 1,5 sur 22 mm peut très bien convenir.
Ce qui est certain, c' est que ce n' est pas de l' aéronautique .

La chaîne cinématique de la machine quant à elle, est faite en module 2 largeur de denture 10 mm . Certes , sans doute trempé .

JeanYves · 9 Mar 2016

Bjr ,

JeanYves a dit:
Bjr ,
Enfin pour moi il n'y avait pas de soucis à se faire de ce cote la , l'effort sur ces engrenages est relativement faible .
!

ingenieu59 · 9 Mar 2016

OK merci .

philippe2 · 10 Mar 2016

JieMBe a dit:
Si tu dépasses juste la contrainte Rp0.2, il n'y a que rarement rupture. Pour la plupart des matériaux il y a juste une déformation de la pièce qui peut quand même la rendre impropre à son usage.
C'est donc entre autre pour cela que l'on fait le dimensionnement en appliquant un coefficient de sécurité. Avec un coefficient de sécurité de 3, on est assuré de résister un nombre quasi infini de cycles pour presque tous les matériaux.
Le dimensionnement à la fatigue se fait quand même dans des cas très particulier, et principalement lorsque l'on veut optimiser le poids avec des matériaux sensibles à la fatigue. C'est le cas pour l'aluminium dans l’aéronautique. On va certainement tenir compte de la fatigue si on dimensionne le réducteur d'un hélicoptère, ou même dans le cas d'une Boite à vitesse automobile. Mais dans le cas d'un pignon servant à synchroniser les mouvements d'une machine unitaire, c'est franchement hors de propos.
D'ailleurs sur combien de cycles doit on se baser, ce n'est pas dans le CdCF !

Bonsoir,

J'ai sûrement fait l'intégriste en parlant de fatigue, je bosse encore pour seulement deux semaines dans la R&D de l'industrie automobile, où j'ai vu un tas de pièces cassées par cet effet... Vivement la préretraite au 1er Avril. Le sens de mon message, et je pense que tu le partageras, est :
- Ou on calcule tout de façon scientifique et là nous avons pour quelques années pour trouver toutes les données d'entrée...
- Ou on fait au "doigt mouillé pifométriquement parlant" en se rassurant avec quelques formules de calcul plus ou moins basiques mais déjà pas si simples à manier.
- Ou en se basant sur l'existant qui marche. Et le gros bon sens.

De mon point de vue sur le gros bon sens qui est la troisième option, c'est la meilleure. Module 1,5 c'est OK, sans justification scientifique ni pseudo-formules approximatives.

Bien cordialement.

JieMBe · 10 Mar 2016

philippe2 a dit:
De mon point de vue sur le gros bon sens qui est la troisième option, c'est la meilleure. Module 1,5 c'est OK, sans justification scientifique ni pseudo-formules approximatives.

Absolument d'accord

Résistance mécanique de la fonte

ingenieu59

Compagnon

JeanYves

Compagnon

philippe2

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

philippe2

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

philippe2

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

moissan

Compagnon

gégé62

Compagnon

gégé62

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

JieMBe

Compagnon

bm7084

Ouvrier

JieMBe

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

JieMBe

Compagnon

bm7084

Ouvrier

JeanYves

Compagnon

bm7084

Ouvrier

ingenieu59

Compagnon

bm7084

Ouvrier

philippe2

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

JieMBe

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

JeanYves

Compagnon

ingenieu59

Compagnon

philippe2

Compagnon

JieMBe

Compagnon

Sujets similaires

Sujets similaires

Privacy & Transparency

Privacy & Transparency