Il existe deux types courants de mécanismes d'engrenage :le système à pignon et crémaillère et le mécanisme traditionnel.
Il est essentiel de comprendre ces deux engrenages avant de décider ce qui conviendrait le mieux à votre projet. L'article suivant met en évidence les avantages et les inconvénients des systèmes à pignon et crémaillère par rapport aux mécanismes traditionnels.
Le système à pignon et crémaillère est un simple actionneur linéaire composé d'un arbre cylindrique qui comporte des dents à une extrémité. Il se compose également de la barre de crémaillère, du disque d'entraînement et du pignon.
Il fonctionne principalement par des rouleaux à pâtisserie au lieu de les faire glisser dans la plupart des cas. En effet, les dents de la crémaillère et du pignon s'engrènent pour transférer le mouvement de rotation. Les rouleaux à pâtisserie sur la barre de rack se déplacent à l'intérieur des fentes de disque, ce qui alimente la rotation des deux côtés de celui-ci.
La première utilisation connue d'un système à pignon et crémaillère remonte à la Chine ancienne, où les roues hydrauliques étaient équipées de tels engrenages dès 200 avant JC.
#1 :Lamborghini
Oui! Lamborghini utilise ce système, et il a été utilisé dans tous ses modèles phares. De plus, ce système a apporté une touche unique à toutes les voitures Lamborghini.
#2 :Porsche
Porsche est une autre marque qui utilise un système de pignon et crémaillère pour son mécanisme de direction. Son système est une conception à double triangulation installée dans l'essieu avant.
#3 : Chevrolet Corvette C6
La Corvette C6 utilise également ce système dans sa direction. Contrairement à Lamborghini, cependant, le système à pignon et crémaillère avec direction à engrenages est installé à l'arrière de la voiture.
#4 :Esquivez la Viper
Le système de pignon et crémaillère de la Viper est assez similaire à celui utilisé par la Corvette. Chevrolet et Dodge partagent leurs conceptions pour ce système. Il est utilisé depuis 1990 et s'est avéré efficace même dans des conditions extrêmes telles que de fortes pluies, de la neige et de la boue.
#5 : Suzuki Hayabusa
la Suzuki Hayabusa utilise également le système de direction à pignon et crémaillère pour alimenter ses roues avant. Sa conception est une mise à niveau de celle des autres voitures utilisant ce mécanisme car elle ne permet qu'une entrée directe (c'est-à-dire un retour d'information).
#6 :Camion HD GMC Denali
GMC Denali HD Truck est une autre marque de véhicules qui utilise des crémaillères et des goupilles pour sa transmission. C'est un camion lourd qui est parfait pour les industries qui nécessitent des machines puissantes.
#7 :Ford F-150 Raptor
Ford utilise ce système dans son véhicule tout-terrain, le Ford F-150 Raptor. Le système qu'ils utilisent comporte trois joints par maillon pour offrir une meilleure stabilité et une meilleure maniabilité sur tous les terrains. Grâce à cette fonctionnalité, vous pouvez facilement manœuvrer même sur les terrains les plus difficiles sans vous soucier de rester coincé ou de vous perdre.
#8 :VUS Ford Explorer
Ford Explorer est un autre véhicule qui utilise un système à crémaillère et pignon. Ce mécanisme rend la voiture plus légère et améliore sa maniabilité dans les virages.
#9 :BMW Série 7
BMW utilise ce système depuis un certain temps maintenant, à commencer par la série de voitures E32 en 1989. Bien que les marques de luxe l'utilisent principalement, même les voitures courantes comme la Ford F150 commencent maintenant à utiliser des crémaillères et des goupilles.
#10 :Audi R8
Audi a finalement décidé d'utiliser le système de direction à crémaillère et pignon au lieu de la direction traditionnelle que l'on trouve sur la plupart des véhicules comme Toyota ou Honda Civic. De plus, il est équipé d'un blocage de différentiel arrière physique actif qui ajoute à ses performances globales.
Depuis l'Antiquité, le mécanisme traditionnel a été utilisé principalement dans les moulins à vent ou à eau. Il comporte deux engrenages qui s'engrènent, dont l'un est fixé à un axe rotatif et l'autre à un axe fixe.
Les dents de chaque engrenage sont coupées à la même forme mais de taille différente. L'engrenage le plus grand correspond au pignon le plus petit, connu sous le nom de profil d'engrenage à développante.
#1 : Toyota
Toyota utilise un mécanisme d'engrenage traditionnel dans son système de direction. C'est la principale raison pour laquelle la plupart de leurs voitures ont moins de retour lors d'un virage.
#2 :Honda Civic
Honda le fait aussi de cette façon, mais son système avait subi des changements majeurs depuis les années 80 où il était problématique et très lent à s'adapter. Il fonctionne désormais bien avec des voitures plus rapides comme l'Accord grâce à ses capacités de verrouillage rapide.
#3 : Fiat Topolino/500
La Fiat Topolino/500 est une autre voiture qui utilisait initialement un mécanisme de direction traditionnel avant de passer aux crémaillères et pignons pour de meilleures performances. Ils sont également connus pour avoir commencé à utiliser des systèmes de direction assistée, qui ne sont devenus populaires que des décennies plus tard en Amérique.
#4 :Smart Fortwo Coupé Cabrio
Smart Fortwo Coupé Cabrio est une autre voiture qui utilise un système de direction traditionnel. Bien qu'il ne soit peut-être pas aussi puissant que celui d'autres marques, il fonctionne toujours bien avec le design léger de la voiture.
#5 : Coccinelle Volkswagen
Ce véhicule de fabrication allemande est propulsé par un moteur utilisant un mécanisme d'engrenage traditionnel. La puissance produite par ce moteur est transmise aux roues via une transmission manuelle, ce qui lui permet de changer de vitesse sans avoir recours à l'hydraulique ou à l'assistance électronique.
#6 :Mitsubishi Lancer Evolution IX MR FQ-400
Mitsubishi Lancer Evolution IX MR FQ-400 utilise également un mécanisme d'engrenage traditionnel dans son système de direction. Cependant, comme la plupart des voitures qui ont adopté des crémaillères et des goupilles, la société a construit trois joints par maillon pour une meilleure stabilité et maniabilité.
#7 : Nissan 370Z
Nissan 370Z est une autre voiture qui utilise un mécanisme d'engrenage traditionnel dans son système de direction. Bien qu'il comporte une crémaillère monobloc, ce système s'est avéré fiable même par rapport à d'autres crémaillères et pignons avec une conception en deux pièces.
#8 :Honda NSX Type S Zéro
La Honda NSX Type S Zero, bien qu'étant considérée comme une voiture de course prioritaire par rapport à l'aspect pratique, utilise toujours le mécanisme d'engrenage traditionnel. Il est léger pour des performances améliorées et une meilleure maniabilité, comme la plupart des voitures équipées de crémaillères et de goupilles. Cependant, cela signifie également que personne ne peut l'utiliser; vous aurez besoin de compétences spécifiques pour le gérer.
#9 :Subaru BRZ
Subaru BRZ est une voiture qui utilise un mécanisme d'engrenage traditionnel dans son système de direction. En effet, il a été conçu dans un souci de confort et d'abordabilité, ce qui signifie également que vous ne pouvez pas vous attendre au même niveau de performance des voitures mentionnées ci-dessus.
#10 :Audi R8
L'Audi R8 utilise également un mécanisme de direction traditionnel. L'entreprise l'utilise depuis 1998. Malheureusement, il y a eu de nombreuses plaintes concernant sa fiabilité au début et des inquiétudes quant à la répartition de son poids sur trois articulations. Pourtant, Audi a réussi à résoudre ces problèmes dans ses modèles récents.
Le système à pignon et crémaillère présente quelques inconvénients car il est simple. Cependant, voici quelques avantages et inconvénients de ce mécanisme :
le premier et le plus important avantage de ce mécanisme est le contrôle précis qu'il offre. Il permet un mouvement linéaire, ce qui le rend adapté à la création de cames et d'actionneurs.
le système à crémaillère et pignon donne également un avantage mécanique élevé car il peut multiplier le couple pour créer une force encore plus élevée. Cela peut être utilisé sur de nombreux projets nécessitant une petite force d'entrée mais produisant de grandes forces de sortie comme les systèmes d'entraînement de traction, l'ouverture des capots de voiture ou l'alimentation des portes battantes.
cet engrenage a un pas de denture large; par conséquent, ses dents sont suffisamment solides pour supporter de lourdes charges à des vitesses élevées (jusqu'à 15 000 tr/min). La barre de rack comprend des blocs individuels qui constituent le rack complet. Ces blocs sont en prise avec les dents du pignon pour créer un fonctionnement en douceur.
la barre de crémaillère a tendance à s'user rapidement par rapport à d'autres systèmes qui utilisent des cames ou des leviers. Le mouvement soudain des rouleaux à pâtisserie à l'intérieur de leurs fentes entraînera une friction excessive - c'est pourquoi les écrous de crémaillère doivent être lubrifiés en permanence.
ce mécanisme ne peut pas tourner à grande vitesse car ses pièces ne sont pas solidement fixées les unes contre les autres, contrairement aux engrenages de la plupart des autres mécanismes de changement de vitesse où les engrenages s'engrènent sans tolérances lâches. Si ce type de système tourne trop vite, il peut faire du bruit, produire de la chaleur, s'endommager lui-même ou même casser des pièces.
la barre de crémaillère doit être lubrifiée à tout moment car les rouages internes sont exposés à la poussière, à la saleté et à d'autres contaminants qui peuvent user ses dents prématurément. De plus, l'ensemble du mécanisme absorbe la contamination extérieure, ce qui rend un entretien approprié essentiel pour prolonger la durée de vie de l'engrenage.
Le mécanisme traditionnel offre plusieurs avantages par rapport aux autres types d'engrenages ; cependant, il a aussi quelques inconvénients :
ce type de système est très fiable car il n'y a pas de glissement ou de glissement comme avec les systèmes qui utilisent des cames ou des leviers - vous ne subirez donc aucune perte de couple sur toute sa plage de mouvement.
les engrenages de ce mécanisme s'engrènent sans aucune perte de précision, de sorte que les dents s'engrènent toujours correctement pour un fonctionnement en douceur. Cela se traduit par une plus grande efficacité lorsqu'il est utilisé sur des systèmes nécessitant une vitesse et une puissance élevées, tels que les systèmes d'entraînement par traction, l'ouverture des capots de voiture ou l'alimentation des portes battantes.
ce type d'engrenage peut être utilisé dans toute application nécessitant un mouvement de rotation simple car il comporte moins de composants que la plupart des autres mécanismes de changement de vitesse dotés de cames et de leviers. Cela facilite également l'entretien et la réparation en cas de problème - remplacez les pièces usées ou cassées à l'aide d'écrous, de boulons, de rondelles, etc.
le mécanisme traditionnel ne peut pas créer de mouvement linéaire car les dents ne sont pas conçues pour s'emboîter. Cela le rend inadapté à une utilisation avec des systèmes qui nécessitent des mouvements précis ou des cames et des actionneurs.
ce type d'engrenage subit une usure importante lorsqu'il est utilisé, surtout s'il n'est pas correctement lubrifié (ce qui est fortement recommandé dans les systèmes à pignon et crémaillère). Le frottement entre ses pièces en prise peut provoquer un échauffement, finissant par casser ses pièces prématurément.
bien que ce type d'engrenage fonctionne bien avec la plupart des mécanismes de changement de vitesse, il ne fonctionne pas aussi bien sur les systèmes qui nécessitent des vitesses et une précision élevées, comme les systèmes d'entraînement par traction, l'ouverture des capots de voiture ou l'alimentation des portes battantes.
ce type d'engrenage peut fonctionner à des vitesses élevées puisque les cames ou les leviers ne le gênent pas. Cela le rend approprié pour une utilisation sur des systèmes nécessitant une puissance élevée comme les moteurs, les voitures de sport avec d'énormes moteurs, les tracteurs tractant des remorques dans les terres agricoles, etc.
Tout dépend de ce que vous devez faire. Si vous devez ouvrir le capot d'une voiture, le mécanisme traditionnel n'est pas le meilleur choix car il n'est pas capable de se déplacer assez rapidement - il faut trop de temps pour que ses dents s'engrènent et le fassent fonctionner. Ce type de système est mieux adapté pour créer un mouvement linéaire comme l'alimentation de portes battantes et de différentes machines et systèmes de changement de vitesse.
Si vous recherchez une option plus rapide qui peut ouvrir rapidement le capot de la voiture, optez pour le système à pignon et crémaillère, car il est adapté aux vitesses élevées et aux besoins en puissance. Cependant, ce genre de système présente des inconvénients; s'il n'est pas lubrifié régulièrement, il a tendance à s'user rapidement avec le temps. N'oubliez donc pas de garder vos écrous de rack bien huilés et propres.
Le système à pignon et crémaillère traditionnel est le mieux adapté aux applications nécessitant une vitesse, une précision et une durabilité élevées, comme l'ouverture du capot d'une voiture de sport ou le remorquage de remorques dans une ferme à l'aide d'un tracteur. Il peut également être utilisé dans les mécanismes de changement de vitesse qui nécessitent un engrènement précis des engrenages. Cependant, il ne doit jamais être utilisé si un mouvement linéaire précis est nécessaire car il ne peut pas créer un tel mouvement sans cames ou leviers au travail.
Dans une application où la précision est essentielle, choisissez un mécanisme à engrenage traditionnel plutôt qu'un système à pignon et crémaillère, car il est conçu pour ce type d'opération dès le départ. Cependant, lorsque vous avez besoin de quelque chose qui peut fonctionner à des vitesses plus élevées avec des exigences de puissance élevées, optez pour le système à pignon et crémaillère, car il est adapté à ce type de travail.
Cependant, n'oubliez pas que le système de pignon et crémaillère subit une usure au fil du temps, surtout s'il n'est pas entretenu correctement (c'est-à-dire en huilant ses écrous) - cela est normal avec tous les engrenages et peut raccourcir sa durée de vie, le rendant inadapté aux applications. comme le sport automobile s'il ne peut pas durer les longues heures d'utilisation intense en course.
