Guide Motion Control du GIMELEC - Ministère de l'Éducation ...

Cloche déformable
Moyeu elliptique
Arbre d’entrée
Couronne dentée fixe
Arbre de sortie
3- L’entraînement
3-3- Les réducteurs
riore quand celui-ci augmente. Pour une réduction de 90/1, le rendement
est typiquement de 75% et de 90% pour une réduction de 20/1. Typiquement,
au-dessus d’un rapport de 40/1, ce réducteur est complètement irréversible
au sens statique. Toutefois, avant d’en déduire qu’il est possible
de se passer d’un frein, il y a lieu de s’assurer de l’irréversibilité dynamique,
c’est à dire la garantie de l’irréversibilité en présence de vibrations. En fait,
c’est le nombre de filets de la vis sans fin et leur inclinaison qui sont déterminants
pour l’irréversibilité. Chaque cas est particulier et demande le
conseil du fournisseur.
La vis peut être cylindrique, mais, dans la pratique, la réalisation est celle
représentée figure 19 où le taillage, nommé vis globique, est réalisé suivant
un tore qui épouse l’extérieur du pignon. Le nombre de dents en contact
étant plus important, le couple maximal transmissible est plus élevé et le
jeu plus faible.
Le jeu minimal peut atteindre 1 minute d’angle, voir inférieur à la minute
sur des versions à jeu réglable.
Ce réducteur présente l’avantage d’être une solution économique présentant
un très faible jeu, une haute rigidité et un renvoi d’angle permettant
une implantation plus aisée.
Réducteur harmonique (harmonic drive)
Rouleaux
périphériques
cylindriques
Figure 20 Réducteur harmonique
Ce type de réducteur est de conception récente. Le brevet a été déposé en
1955 par l’américain Walton Musser et les premières utilisations datent
des années 1970. Le fonctionnement du réducteur, illustré Figure 20, repose
sur la déformation élastique d’un des éléments constitutifs. Le réducteur
comprend trois parties principales:
■■une couronne dentée cylindrique fixe, figurée en gris, portant une denture
intérieure
■■une cloche cylindrique, figurée en rouge, portant une denture extérieure
avec un nombre de dents inférieur au pignon fixe. Cette cloche a la particularité
de comporter des parois fines et déformables. Son fond rigide est
la sortie du réducteur (pour des besoins de clarté, la déformation est très
fortement exagérée sur la Figure 20).
■■un moyeu intérieur de profil elliptique (dénommé «générateur d’onde»,
muni de rouleaux à la périphérie). Ce moyeu est relié au moteur.
Quand le moyeu est mis en rotation, il vient, par déformation élastique de
la cloche, faire engrener la denture extérieure avec la couronne dentée, en
deux zones situées sur le grand axe de l’ellipse.
Le rapport de réduction est fonction du rapport de la différence du nombre
de dents au nombre de dents de la cloche. Par exemple, si le pignon fixe
comporte 202 dents et la cloche 200 dents, le rapport de réduction sera de
1/100.
Ce réducteur présente les avantages suivants :
■■rapport de réduction élevé dans un petit volume,
■■jeu extrêmement réduit, car la came assure une précharge des dents
d’engrenage,
■■arbres d’entrée et de sortie coaxiaux,
■■le rendement typique est de 70%, pouvant atteindre 85%,
■■grande précision de positionnement, inférieure à une minute d’angle.
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