Thèse soutenue

Modélisation et optimisation du comportement sous charge des engrenages face

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Auteur / Autrice : Colin-Yann Jacquin
Direction : Daniel Play
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CASM - Conception et Analyse des Systèmes Mécaniques, UMR 5006 (Lyon, INSA1985-2003)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le potentiel des engrenages face suscite l’intérêt des constructeurs aéronautiques. Le programme de recherche européen Facet, dans lequel s'inscrit cette thèse, a pour objectif d'étudier la possibilité d'intégrer des engrenages face dans les transmissions d'hélicoptères. Cette thèse a consisté à formaliser la modélisation du comportement des engrenages face selon une démarche en trois étapes : Définition de la géométrie sous forme analytique, - Simulation analytique de la cinématique à vide pour déterminer les zones de contact potentielles, - Comportement sous charge, utilisant un modèle de contact couplé à une simulation par éléments finis afin de ne négliger aucun des aspects fondamentaux régissant les importantes déformations subies par les composants dans une transmission de grande puissance. La validation, à la fois numérique et expérimentale, de cette modélisation a montré qu'elle était bien adaptée aux conditions actuelles de simulation et répondait parfaitement aux critères technologiques aéronautiques. L'étude et la comparaison sous charge des deux cas de contact théoriques des engrenages face (linéaire et ponctuel) ont montré leur intérêt respectif. L'extrême sensibilité du contact linéaire aux désalignements a nécessité la mise en place d'un processus d'optimisation du profil du pignon. Ainsi l'équilibrage de la portée sous charge est totalement contrôlé et l'amplitude de l'erreur de transmission réduite, quelles que soient les conditions de montage. La conception initiale des engrenages face a été considérée à travers l'étude de l'influence des paramètres de conception sur la géométrie et la cinématique à vide. Le rôle déterminant des paramètres fondamentaux a été mis en évidence grâce à une utilisation particulière de plans d'expériences réduits. Un dimensionnement rapide des engrenages face, répondant à des conditions d'utilisation définies, est désormais possible grâce à la mise en place d'un processus de conception optimal.