Conception optimale des engrenages cylindriques

Jean-Luc Marcelin

174 pages, parution le 26/11/2001

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Résumé

Il s'agit d'un ouvrage très pragmatique et pratique sur les engrenages cylindriques droits ou hélicoïdaux. Les objectifs essentiels du livre sont de poser le problème de la conception de ces engrenages en terme d'optimisation, et de résoudre ensuite ce problème d'une manière efficace et rapide. La partie théorique est réduite aux connaissances minimales pour bien savoir de quoi il est question. L'ouvrage ne propose par ailleurs aucun calcul classique "à la main", souvent effectués à partir de formules ou d'abaques traditionnelles qui ne sont volontairement pas fournies dans ce livre (et que l'on trouvera dans les ouvrages spécialisés cités dans les références bibliographiques), mais plutôt une stratégie générale d'optimisation reposant sur l'utilisation de programmes d'analyse et d'optimisation d'engrenages, appelés respectivement GEARANA et GEAROPT, et qui sont fournis avec cet ouvrage. Cette stratégie d'optimisation est d'ailleurs largement illustrée à travers les problèmes corrigés donnés à la fin de ce livre, et qui sont souvent de source industrielle. Le logiciel d'optimisation GEAROPT repose sur la technique des algorithmes génétiques, mais il n'existe jamais d'optimisation complètement automatique, car l'homme garde toujours sa part d'intervention, ne serait-ce que dans la manière de bien poser le problème de l'optimisation des engrenages cylindriques. En effet, un problème mal conditionné peut souvent conduire à l'échec de l'optimisation, et c'est particulièrement vrai pour le difficile problème de l'optimisation des engrenages. Cet ouvrage comprend donc deux parties bien distinctes, à savoir une partie théorique, suivie d'une partie pratique. La première partie du livre sur les caractéristiques de taillage et de fonctionnement, ainsi que sur les calculs normalisés des puissances transmissibles, pourra sembler assez rébarbative à certains, mais sa compréhension est primordiale, pour ceux qui veulent avoir une bonne maîtrise de l'ensemble des paramètres en jeu, et être ainsi à même de conduire une conception optimale efficace des engrenages cylindriques. D'ailleurs, l'introduction progressive des différents paramètres et indicateurs de performance nous permet peu à peu de formuler le problème en terme d'optimisation. Et chaque fois que nous introduisons une nouvelle variable ou un objectif essentiel, nous ne manquons pas de signaler quel est le rôle qu'il jouera dans le processus d'optimisation. Cette partie théorique reste assez succincte et classique, la compréhension et l'apprentissage se faisant surtout grâce aux applications et aux problèmes corrigés fournis dans la deuxième partie de l'ouvrage. Cette deuxième partie est beaucoup plus intéressante et novatrice car elle concerne l'optimisation proprement dite, et la description des logiciels de calcul fournis, permettant ainsi d'arriver à des solutions vraiment optimales.

Sommaire

Présentation 7
Chapitre 1. Introduction générale 9
Chapitre 2. Définitions générales 13
2.1 Définition générale d'un engrenage cylindrique 13
2.2 Les surfaces primitives et les formes de dentures dans le cas général 14
2.3 Les profils des engrenages cylindriques 14
Chapitre 3. Caractéristiques de taillage et de fonctionnement des engrenages cylindriques droits extérieurs à profil en développante de cercle 17
3.1 Définition de la denture normale et normalisée 18
3.2 Forme de la denture, équation de la développante de cercle 19
3.3 Conduite et engrènement 21
3.4 Mouvement relatif des dentures 22
3.5 Interférences 24
3.6 Corrections de dentures ou déplacements de profil 26
Chapitre 4. Calculs mécaniques des puissances transmissibles des dentures cylindriques droites (pression et rupture) 35
4.1 Calcul de la denture à la pression 36
4.2 Calcul de la denture à la flexion (rupture) 44
Chapitre 5. Caractéristiques de taillage et de fonctionnement des engrenages cylindriques à denture hélicoïdale 51
5.1 Généralités 51
5.2 Forme de denture 52
5.3 Etude de l'engrènement 54
Chapitre 6. Calculs mécaniques des puissances transmissibles des dentures cylindriques hélicoïdales (pression et rupture) 57
6.1 Calcul de la denture à la pression 57
6.2 Calcul de la denture à la rupture (flexion) 60
Chapitre 7. Optimisation des engrenages cylindriques 63
7.1 De l'art de bien poser le problème 64
7.2 Les algorithmes génétiques 65
7.3 Identification du problème d'optimisation des engrenages 67
7.4 Etude de sensibilité 71
7.5 Optimisation des engrenages cylindriques 74
7.6 Choix d'une solution initiale 81
Chapitre 8. Problèmes corrigés 83
8.1 Conception et optimisation des engrenages de la boîte de vitesses
d'un chariot porte-broche 83
8.2 Etude de l'étage épicycloïdal d'une transmission d'hélicoptère 87
8.3 Etude d'un réducteur épicycloïdal d'un démarreur de réacteur 90
8.4 Etude d'un réducteur à axes fixes 96
8.5 Etude d'un réducteur de bobineuse 107
8.6 Etude de la transmission de puissance d'un malaxeur de laboratoire 113
8.7 Optimisation des engrenages d'une boîte de vitesses automobile (manuelle) 119
8.8 Etude des engrenages d'un baladeur 136
8.9 Optimisation des engrenages d'une boîte de vitesses automobile (automatique) 140
Chapitre 9. Les logiciels GEARANA et GEAROPT 161
9.1 Le logiciel de calcul GEARANA 162
9.2 Le logiciel d'optimisation GEAROPT 167
Références bibliographiques 173

L'auteur - Jean-Luc Marcelin

Jean-Luc Marcelin est Docteur-Ingénieur de l'Ecole des Mines de Paris, et Habilité à diriger les recherches de l'Université Joseph Fourier (Grenoble I). Actuellement Maître de Conférences à l'Université Joseph Fourier, il poursuit des recherches en optimisation des structures et des systèmes mécaniques. Jean-Luc Marcelin est auteur ou co-auteur de 60 publications scientifiques, dont 40 publications internationales, et de trois ouvrages d'intérêt général.

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Caractéristiques techniques

	PAPIER
Éditeur(s)	Cépaduès
Auteur(s)	Jean-Luc Marcelin
Parution	26/11/2001
Nb. de pages	174
Format	14,4 x 20,6
Couverture	Broché
Poids	248g
Intérieur	Noir et Blanc
EAN13	9782854256284