Brevet FR2374553A1 — publié le 19780713

L'invention concerne une liaison mécanique entre arbre et moyeu cannelés, cette liaison à engrenage étant définie par un diamètre mesuré au sommet des cannelures (diamètre de l'arbre) et par la dimension axiale de l'en- grenage du moyeu (longueur du moyeu). Sur des liaisons mécaniques de ce type entre arbre et moyeu, la face frontale du système située du côté d'où est transmis le couple subit une contrainte plus élevée. Lorsque le système est insuffisamment dimensionné, des ruptures par fatigue des matériaux peuvent se produire, ruptures qui, ensuite, affectent toujours l'arbre dans cette zone critique. Lorsque de telles ruptures par fatigue des matériaux se produisent fréquemment, il est nécessaire d'avoir recours à un dimensionnement plus fort du montage. L'objet de l'invention est de donner au constructeur à titre indicatif une base lui permettant d'optimiser la longueur axiale d'une liaison mécanique utilisant un arbre et un moyeu cannelés. L'invention résoud ce problème par le fait que la valeur du rapport l/d de la longueur du moyeu 1 et du diamètre de l'arbre d ne dépasse au maximum que de tres peu la valeur 0,5 et de préférence se rapproche le plus possible de cette valeur 0,5. Des recherches systématiques effectuées dans le domaine de la photoélasticité ont montré que lorsque la longueur d'un moyeu cannelé croît au-delà de la moitié du diamètre du secteur cannelé, les efforts maximum s'appliquant au point le plus chargé de l'assemblage ont la même intensité quel que soit le rapport des dimensions du moyeu.- Un accroissement de ce rapport au-delà de 0,5 n'engendrerait aucune décharge du point le plus sollicité de l'assemblage et ne constituerait qu'un gaspillage du matériau, Dans- ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple d'exécution illustré par des figures. Celles-ci représentent Fig. 1, une coupe longitudinale d'un montage utilisant un arbre et un moyeu cannelés, montage où le moyeu est dimensionné de façon optimale. Fig. 2, sous forme de diagramme, la variation du niveau de charge au point du moyeu et de l'arbre le plus chargé en fonction du dimensionnement du moyeu. Sur le montage représenté sur la Fig. 1, un arbre 1 et un moyeu 2 sont en liaison mécanique par les cannelures 3 et 4 qu'ils portent, L'arbre 1 est, par la gauche, soumis à un couple Md ; le moyeu 2 doit absorber ce couple qui lui est transmis par le système de liaison à cannelures 3, 4 (en supposant qu'il ne tourne pas). Le point du système soumis à l'effort le plus élevé se situe sur la portée frontale 5 faisant face à la direction d'où est transmis le couple. La charge s'exerçant en ce point peut être réduite à une valeur minimale en dimensionnant la longueur de moyeu 1 de façon telle qu'elle soit égale à la moitié du diamètre extérieur de la denture 4 de l'arbre. Une augmentation de la longueur du moyeu n'occasionnerait plus aucune réduction de l'effort s'exerçant sur le point le plus chargé. Sur la Fig. 2, cet état mécanique est représenté sous forme d'un diagramme. Sur l'axe des abscisses, sont portés les rapports l/d des dimensions du moyeu ; sur l'axe des ordonnées est porté (sans échelle) un facteur de charge 4 à partir duquel se calcule la contrainte s'exerçant au point soumis à la charge maximale. La courbe 6 de ce diagramme concerne l'arbre et la courbe 7 le moyeu. On voit qu'audessous d'un rapport de dimensions de moyeu l/d = 0,2, c'est-à-dire pour de très courts moyeux, c'est le moyeu qui est la pièce la plus chargée. Pour des moyeux plus longs, l'arbre est la pièce la plus chargée. Au fur et à mesure que la longueur du moyeu crott, le point de la liaison soumis à l'effort le plus élevé subit une charge moins forte. Cette décharge n'intervient toutefois que jusqu'à un rapport l/d = 0,5. Pour les rapports égaux ou supérieurs à 0,5, l'arbre et le moyeu sont toujours soumis à des efforts de même intensité. REVENDICATION Liaison mécanique entre arbre et moyeu cannelés, cette liaison à engrenage étant définie par un diamètre mesuré au sommet des cannelures (diamètre de l'arbre) et par la dimension axiale de l'engrenage du moyeu (longueur du moyeu), caractérisée en ce que la valeur du rapport l/d de la longueur du moyeu 1 et du diamètre de l'arbre d ne dépasse au maximum que de très peu la valeur O,5 et de préférence se rapproche le plus possible de cette valeur 0,5.