La trempe des pignons est nécessaire car certaines pièces (dont les pignons) subissent des contraintes plus importantes en surface qu'à cœur sous l'effet de charges alternées telles que la torsion et la flexion, ainsi que des chocs en fonctionnement. Dans les applications où le frottement induit une usure constante de la couche superficielle, certaines pièces exigent une résistance, une dureté, une résistance à l'usure et une limite de fatigue élevées. Seul un renforcement superficiel permet de satisfaire ces exigences. La trempe superficielle est largement utilisée en production grâce à ses avantages : déformation minimale et productivité élevée. Le but de la trempe des pignons est de transformer l'austénite surfondue en martensite ou en bainite, obtenant ainsi une structure martensitique ou bainitique. Ce procédé est ensuite combiné à un revenu à différentes températures pour améliorer significativement la résistance, la dureté, la résistance à l'usure, la résistance à la fatigue et la ténacité de l'acier, répondant ainsi aux diverses exigences des pièces et outils mécaniques. Le principe de la trempe consiste à placer la pièce dans un inducteur constitué d'un tube de cuivre creux…

Trempe à moyenne fréquence : la couche trempée est relativement profonde (3 à 5 mm), ce qui convient aux pièces soumises à des charges de torsion et de pression, telles que les vilebrequins, les grandes roues dentées et les broches de rectifieuses (les matériaux utilisés sont l’acier 45#, l’acier 40Cr, l’acier 9Mn2V et la fonte ductile). La trempe à haute fréquence permet de durcir la couche superficielle rapidement ! La structure cristalline est très fine ! La déformation structurelle est faible. Les contraintes superficielles sont plus faibles après une trempe à moyenne fréquence qu’après une trempe à haute fréquence. 50 Hz est appelée fréquence industrielle, avec une profondeur de chauffe de 5 à 10 mm. 1 000 à 10 000 Hz est appelée moyenne fréquence. La « trempe à haute fréquence » et la « trempe à moyenne fréquence » reposent sur le même principe ; certains critères doivent donc être pris en compte pour le choix d’un équipement de trempe à moyenne fréquence. Trempe haute fréquence : La couche trempée est peu épaisse (1,5 à 2 mm) et très dure. La pièce est peu oxydée, la déformation est faible, la trempe est de bonne qualité et la productivité est élevée. Ce procédé convient aux pièces soumises à des frottements, comme les petits engrenages et les arbres (acier 45# et 40Cr utilisés). On parle de trempe haute fréquence au-delà de 10 000 Hz. La trempe haute fréquence est principalement utilisée…

Le choix du pignon de transmission doit reposer sur des calculs précis de la vitesse de la chaîne (correspondant au rapport de transmission du pignon), de la tension ou de la force de levage de la chaîne (correspondant au poids de la pièce et au nombre de rangs de la chaîne), du mode de tension (correspondant à la longueur de la chaîne), du carter de protection (pour la sécurité pendant le fonctionnement) et de la facilité d'installation et de démontage (pour la facilité de réparation ou de remplacement par le client). Remarques : (1) Dans une transmission par chaîne, plus le pas P est grand, plus la chaîne est grande, lourde et supporte une charge importante. Cependant, plus le pas P est grand, plus l'effet polygonal de la chaîne est marqué et plus les chocs, vibrations et bruits générés sont importants. (2) Le nombre de dents du petit pignon influe sur la régularité et la durée de vie de la transmission par chaîne. Moins il y a de dents, plus la vitesse de déplacement est irrégulière et plus la charge est importante. Si le nombre de petites dents du pignon est trop élevé, la taille et le poids du profil augmentent, ce qui favorise le saut de dents et le déraillement de la chaîne. De plus, la vitesse de la chaîne influe sur la fluidité et la durée de vie de la transmission. Plus la vitesse de la chaîne est élevée, plus l'effet polygonal est marqué et plus la charge dynamique correspondante est importante.

Conception et usinage des pignons 1. Conception des pignons : Pour les chaînes standard avec des pas de 12,7 à 38,1, les fabricants utilisent des fraises-mères standard pour la production des pignons sur machines à tailler les engrenages. Lors de l'usinage, l'utilisateur doit uniquement fournir le nombre de dents du pignon, le pas et le diamètre du rouleau. La conception des pignons est conforme à la norme GB1244-85. Pour les pignons non standard, les calculs suivants sont nécessaires à partir des données fournies par l'utilisateur : Diamètre primitif : d_point = P/sin180°/Z = P·K, où P représente le pas et K le coefficient du nombre de dents (disponible dans un tableau). Rayon de la gorge de la dent : Rmin = 0,505d, où d représente le diamètre du rouleau. Angle de pression : Qmin = 120° - 90°/2 ; Qmax = 140° - 90°/2. Généralement, Qmax est sélectionné. Rayon de la surface de la dent : Remin = 0,008d ; (Z·Z+180). Remax = 0,12 (Z·Z+2). Généralement, on choisit Remax. Rayon de courbure de la surface de la dent…

Les pignons sont indispensables au quotidien, mais les comprenons-nous vraiment ? Examinons leurs performances. Tout d’abord, le choix du matériau : les différents modèles de pignons, grands et petits, sont tous fabriqués en acier de construction au carbone de haute qualité par estampage. Ensuite, la technologie d’usinage : elle utilise généralement une technologie de fraisage avancée, ce qui confère une grande précision à la forme des dents. Après usinage, le pignon subit un traitement thermique qui modifie sa structure moléculaire et améliore considérablement ses propriétés mécaniques. La dureté des dents atteint 68 à 72 HRA, voire plus, ce qui améliore significativement la résistance à l’usure du pignon. La surface est ensuite traitée par revêtement en poudre et électroplacage. Grâce à l’usinage, au traitement thermique et au traitement de surface, le pignon devient plus robuste et durable.

1) Trempe et revenu complets, durcissement par induction de la surface des gorges de dents et revenu ; 2) Cémentation, trempe ou revenu de surface. Les pignons non en acier et certains pignons non standard utilisent d'autres méthodes de traitement des matériaux. Les matériaux courants des pignons et les exigences relatives aux traitements thermiques doivent être définis en fonction des spécifications du client. Par exemple, pour les pignons en acier 15 ou 20, comportant de petites ébauches de dents et 25 dents ou moins, soumis à des charges d'impact, une cémentation, une trempe et un revenu sont nécessaires pour obtenir une dureté superficielle des dents comprise entre 85,7 HB15N et 90,6 HB15N. Pour les pignons de plus grande taille en acier Q235 ou Q275, destinés à des applications à faible vitesse et faible puissance, un soudage suivi d'un recuit est nécessaire pour obtenir une dureté superficielle des dents de 140 HBS.

Généralement, il faut d'abord déterminer le diamètre des rouleaux et leur espacement, puis calculer le couple en fonction des dimensions de la charge. 1. Choisir le motoréducteur en déterminant des paramètres tels que le couple, la vitesse et le rapport de réduction. Utiliser le même moteur pour les roues motrices et menées, le motoréducteur assurant toute la réduction. 2. Choisir la chaîne en fonction de la charge et de la vitesse de rotation. 3. Choisir la taille du pignon en fonction de l'emplacement du moteur, en tenant compte de facteurs tels que la chaîne, l'espace disponible et l'angle d'enroulement. Généralement, 17 à 21 dents suffisent. Un nombre de dents inférieur donne un pignon plus petit, ce qui peut entraîner une transmission instable en raison de l'effet polygonal, tandis qu'un nombre de dents supérieur occupe plus d'espace. 4. Choisir l'arbre du pignon et sa méthode de montage, généralement par ajustement serré, clavette plate et vis de blocage. 5. Concevoir le système et trouver un fabricant. Se référer au manuel de conception pour les matériaux et le traitement de surface. Il est également possible d'acheter un modèle similaire sur le marché ; les transmissions par chaîne offrent une grande tolérance aux pannes.