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Les différents types de cannelures d'un arbre cannelé

Un arbre cannelé est un composant mécanique comportant des cannelures internes et externes. Ces cannelures sont formées de quatre manières différentes : en développante, parallèles, dentelées et sphériques. Cet article vous permettra d'en apprendre davantage sur chaque type de cannelure. Lors du choix d'un arbre cannelé, assurez-vous de sélectionner celui qui convient le mieux à votre application. Poursuivez votre lecture pour découvrir les différents types de cannelures et leur influence sur les performances de l'arbre.

splines en développante

Les cannelures en développante d'un arbre cannelé servent à fixer et à prolonger les ensembles mécaniques. Ce sont des rainures lisses, incurvées vers l'intérieur, qui empêchent la séparation en fonctionnement. Un arbre muni de cannelures en développante est souvent plus long que l'arbre lui-même. Cette caractéristique permet un plus grand débattement axial, ce qui est avantageux pour de nombreuses applications, notamment dans les réducteurs.
La cannelure en développante est une cannelure profilée, semblable à une cannelure parallèle. Elle est angulaire et composée de dents formant une spirale permettant des mouvements linéaires et rotatifs. Elle se distingue des autres cannelures par les dentelures présentes sur ses flancs. Son sommet est plat. Elle est particulièrement adaptée aux accouplements et autres applications nécessitant un mouvement angulaire.
Les cannelures en développante, également appelées dents en développante, doivent leur nom à leur forme. Plates sur le dessus et incurvées sur les côtés, elles peuvent être internes ou externes. De ce fait, elles offrent une surface de contact plus importante, ce qui contribue à réduire les contraintes et la fatigue. Quelle que soit leur forme, les cannelures en développante sont généralement faciles à usiner et à ajuster.
Les cannelures en développante sont un type de cannelures utilisées dans les arbres cannelés. Ces cannelures portent différents noms selon leur diamètre. Par exemple, une cannelure mâle à 32 dents, un module à 2 500 dents et un angle de pression de 30 degrés sont désignés par différentes appellations. À titre d'exemple, une cannelure femelle, ou cannelure à congé, est utilisée pour décrire le diamètre de l'arbre cannelé.
L'épaisseur effective des dents des cannelures dépend du nombre de rainures de clavette et du type de cannelure. Les cannelures en développante des arbres cannelés doivent être conçues pour que 25 à 50 % des dents s'engrènent lors de l'accouplement. Elles doivent pouvoir supporter la charge sans se fissurer.

Splines parallèles

Les cannelures parallèles sont formées sur un arbre cannelé en emboîtant une ou plusieurs dents dans une autre. La cannelure mâle est positionnée au centre de la cannelure femelle. Les dents de la cannelure mâle sont également parallèles à l'axe de l'arbre, mais un défaut d'alignement fréquent peut entraîner un jeu et une inclinaison des cannelures. Ce problème est courant dans de nombreuses applications industrielles, et il existe plusieurs méthodes pour améliorer les performances des cannelures.
Les cannelures parallèles servent généralement à réduire le frottement dans une pièce en rotation. Sur un arbre cannelé, les cannelures sont plus étroites à l'extrémité qu'à l'intérieur, ce qui les rend plus sujettes à l'usure. Ce type de cannelure est utilisé dans divers secteurs industriels, notamment la mécanique, et permet également une meilleure efficacité de transmission du couple.
Les cannelures en développante sur un arbre cannelé sont les plus courantes. Leurs dents régulièrement espacées les rendent moins susceptibles de se fissurer sous l'effet de la fatigue. Elles sont également généralement faciles à usiner et à ajuster. Cependant, elles ne constituent pas le type de cannelure le plus adapté. Il est important de comprendre la différence entre les cannelures parallèles et en développante avant de choisir le type de cannelure à utiliser.
La différence entre les cannelures parallèles et les cannelures en développante réside dans la taille des gorges. Les cannelures en développante sont généralement plus larges que les cannelures parallèles. Ce type de cannelures permet d'obtenir un couple plus important sur les dents d'engrenage et réduit les contraintes en fonctionnement. Elles sont également plus résistantes et ont une durée de vie plus longue. De plus, étant donné leur utilisation sur les machines agricoles, elles sont indispensables dans ce type d'application.

Cannelures dentelées

Un arbre cannelé denté présente plusieurs avantages. Ce type d'arbre offre une grande flexibilité de réglage. Son grand nombre de dents permet des couples importants, et sa faible largeur de denture offre une meilleure amplitude de réglage. Ces caractéristiques font de cet arbre un choix idéal pour les applications exigeant une grande précision. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns de ses avantages. Cette liste n'est pas exhaustive. Pour en savoir plus sur ce type d'arbre, consultez notre documentation.
Le taillage par fraise-mère est un procédé économique et très précis. Il convient aux arbres à cannelures extérieures, mais pas aux cannelures intérieures. Ce procédé permet de réaliser des profils synchronisés sur l'arbre, réduisant ainsi le cycle de fabrication et stabilisant le déphasage entre la cannelure et le filetage. Il utilise une meule pour façonner l'arbre. CZPT Manufacturing dispose d'un stock important d'arbres à cannelures dentelées.
Les dents d'un arbre cannelé denté sont conçues pour s'engager dans le moyeu sur toute la circonférence de l'arbre. Elles sont espacées uniformément autour de la cannelure, créant ainsi de multiples points de contact sur toute la longueur de l'arbre. Les résultats de ces analyses sont généralement satisfaisants. Cependant, certaines limitations existent. Tout d'abord, le choix des cannelures de l'arbre cannelé denté doit être effectué avec soin. Si l'application requiert une analyse à grande échelle, il peut s'avérer nécessaire de modifier la conception.
Les cannelures d'un arbre cannelé denté servent également à d'autres fins. Elles permettent de transmettre un couple à un autre dispositif. Elles font aussi office de dispositif anti-rotation et de guide linéaire. La conception et le type de cannelures déterminent la fonction de l'arbre cannelé. Dans l'industrie automobile, on les retrouve dans les véhicules, l'aérospatiale, les engins de terrassement et bien d'autres secteurs.

Cannelures à billes

L'invention concerne un arbre à billes. Cet arbre comprend plusieurs billes disposées en série et reliées fonctionnellement à une section de chemin de charge. Les billes peuvent rouler indéfiniment le long de ce chemin. L'invention concerne également un roulement à billes. Un roulement à billes est ici considéré comme un type d'engrenage. La description qui suit présente les caractéristiques d'un roulement à billes.
Un ensemble d'arbre cannelé à billes comprend un arbre doté d'au moins une cannelure à billes et de plusieurs rainures circonférentielles étagées. Cet arbre est maintenu dans un premier dispositif de maintien longitudinal et est maintenu en rotation par un second dispositif de maintien. L'arbre et le premier dispositif de maintien sont mis en mouvement l'un par rapport à l'autre par un premier dispositif d'entraînement. Il existe différentes méthodes de fabrication d'un arbre cannelé à billes.
Un arbre cannelé à billes est doté d'un écrou à billes. Cet écrou coulisse dans des rainures pour assurer un mouvement linéaire tout en empêchant la rotation. Un arbre cannelé avec un écrou à billes peut également permettre un mouvement de rotation. De plus, il offre une capacité de charge supérieure à celle d'une bague à billes. Pour ces raisons, les arbres cannelés à billes constituent un excellent choix pour de nombreuses applications.
Dans cette invention, une paire d'arbres à billes sont logés dans un boîtier sous un dispositif porteur 40. Chacun des 2 arbres s'étend le long d'une ligne longitudinale du bras 50. Une extrémité de chaque arbre est supportée en rotation par un bloc coulissant 56. Le bloc coulissant comporte également un bras de support 58 qui supporte le bras central 50 en porte-à-faux.

jauge de secteur interdit

Un calibre de tolérance est un outil permettant de contrôler le diamètre extérieur d'un arbre cannelé. Il permet de déterminer efficacement le diamètre extérieur d'un arbre cannelé sans le démonter. Il mesure les cannelures et les dentelures externes. Le calibre de tolérance est disponible dans des diamètres allant de 19 mm à 130 mm, avec une longueur de profil de 25 mm.
Le calibre de contrôle de secteur comporte deux groupes de dents diamétralement opposées. L'espace entre ces groupes est usiné selon une largeur maximale et l'épaisseur des dents doit respecter une tolérance prédéterminée. Ce calibre serait hors tolérance si les cannelures étaient mesurées à l'aide d'une goupille. Les dimensions de cet arbre cannelé sont définies dans les normes ANSI ou DIN correspondantes.
Le calibre de contrôle est utile pour le contrôle final du diamètre primitif des filetages. Il est également utile pour les arbres cannelés et les écrous filetés. Le filetage d'une vis doit correspondre au contour de la tête du calibre pour éviter tout blocage. Rien ne remplace une machine de qualité. C'est un outil indispensable pour tout fabricant d'arbres cannelés et de fixations.
La jauge NO-GO permet de détecter les variations d'épaisseur des dents. Elle peut être étalonnée selon la norme ISO 17025 et présente de nombreux avantages par rapport à une jauge NON-GO. Elle fournit également une indication visuelle de l'épaisseur d'un arbre cannelé. Lorsque les dents s'alignent, l'arbre est considéré comme prêt pour l'installation. Il s'agit d'une étape critique. Dans certains cas, il est impossible de déterminer la longueur précise de la cannelure de l'arbre.
L'angle de pression de 45 degrés est le plus couramment utilisé pour les essieux et les éléments transmettant le couple. Cet angle est le plus économique en termes de durée de vie de l'outil, mais les cannelures ne s'alignent pas aussi bien qu'avec un angle de 30 degrés. La cannelure à 45 degrés est plus susceptible de se détacher et présente souvent un aspect bombé. L'angle de pression de 37,5 degrés constitue un compromis entre les deux autres. Il est souvent utilisé lorsque le matériau de l'arbre cannelé est plus dur que la normale.