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Un arbre de transmission est un composant mécanique utilisé dans l'automobile et de nombreux autres domaines de la construction mécanique. Cet article présente sa construction, son principe de fonctionnement et ses applications.
Construction d'un arbre de transmission
L'arbre transmet la puissance et le couple entre des composants reliés. Une extrémité est généralement raccordée à un moteur ou une boîte de vitesses et l'autre à un élément entraîné, un essieu ou une autre partie de la transmission. La plupart des ensembles sont en acier et comprennent plusieurs éléments : brides, joints, roulements et tube central. Les brides relient l'arbre à l'équipement voisin, les roulements accompagnent les mouvements et le tube couvre la distance entre les extrémités tout en assurant la rigidité requise.
Principe de fonctionnement
Le mouvement de rotation et le couple traversent l'arbre de l'élément moteur vers l'élément entraîné. Les joints de cardan permettent une transmission entre des axes présentant un angle. L'arbre et ses joints transmettent le couple : ce principe ne repose pas sur l'engrènement de roues dentées situées aux deux extrémités de l'arbre.
Applications
Les arbres de transmission sont utilisés dans les automobiles, machines agricoles, engins de chantier, navires, trains et mécanismes aéronautiques spécialisés. Dans un véhicule à propulsion, l'arbre transmet généralement la puissance de la boîte de vitesses à l'essieu arrière, qui entraîne ensuite les roues.
Que signifie « arbre à cardan » ?
Ce terme désigne un ensemble qui transmet une rotation entre des composants, y compris lorsque leurs axes ne sont pas alignés. Bien connu dans les véhicules, l'arbre à cardan répond aussi à de nombreuses autres applications. Il est souvent fabriqué en acier et comprend des brides, des joints, des roulements et un tube central.
L'arbre de transmission relie la chaîne cinématique aux roues ou à un autre composant entraîné. Dans un véhicule à propulsion, il dirige la puissance et le couple vers l'essieu arrière. Ces ensembles se trouvent aussi dans les machines agricoles et de chantier, les équipements maritimes et ferroviaires et certaines applications aéronautiques spécialisées.
Les arbres nécessitent des matériaux résistants et durables. L'acier et l'acier allié sont courants, avec des composants forgés ou laminés lorsque cela convient. D'autres matériaux peuvent répondre à des besoins particuliers. L'aluminium peut par exemple être choisi lorsque la réduction du poids est importante, notamment dans certaines applications aéronautiques. L'acier reste largement employé dans l'industrie.
Fabrication d'un arbre de transmission
La fabrication exige de la précision. Un ensemble mal fabriqué peut affecter les performances d'un véhicule ou d'une machine et provoquer des dommages. Le travail nécessite donc un personnel qualifié et expérimenté.
Les principales étapes sont généralement :
- Conception : Elle est adaptée aux besoins du client et à l'application. Elle définit la longueur et le diamètre, les dimensions des brides, les positions des roulements et le matériau.
- Choix du matériau : Il doit offrir la résistance, la durabilité et les caractéristiques de poids nécessaires. Un acier ou un autre matériau approprié contribue à la fiabilité.
- Fabrication : Les opérations peuvent comprendre découpe de tubes en acier, soudage, forgeage, fraisage et tournage. Elles donnent leur forme aux composants et préparent leur assemblage.
- Contrôles et essais : Après fabrication, l'arbre est contrôlé pour confirmer qu'il répond aux caractéristiques de fonctionnement requises.
Une fabrication fiable associe une conception adaptée à l'application, le choix de matériaux appropriés et un contrôle qualité continu. Un personnel expérimenté et qualifié est important à chaque étape.
