Le principe de transmission et les précautions d'utilisation d'une transmission à variation continue à disque conique planétaire (boîte de vitesses à variation continue).

Le mécanisme planétaire le variateur à cône disque planétaire est un dispositif sophistiqué de transmission à variation continue. Il permet d’obtenir des changements continus et fluides de la vitesse de sortie dans une plage prédéterminée par ajustement mécanique, tout en maintenant une vitesse d’entrée constante. Son principe fondamental ne repose pas sur des modifications classiques de rapport de transmission par engrenages, mais plutôt sur la variation continue du rayon de contact dans la transmission par friction.

La structure principale de cette transmission comprend un arbre d'entrée, un arbre de sortie et un mécanisme à disque conique planétaire. L'arbre d'entrée est relié à un disque conique solaire moteur. Ce disque conique solaire présente généralement une surface de friction conique concave. Autour du disque conique solaire, plusieurs engrenages coniques planétaires sont répartis uniformément. Ces disques coniques planétaires ont une forme double conique, leurs deux surfaces coniques étant respectivement en contact avec la surface conique intérieure du disque conique solaire et avec la surface conique intérieure d'une bague de pression (ou bague de sortie) mobile axialement. Supportés par une cage ou un porte-satellites, les engrenages coniques planétaires peuvent tourner sur leur propre axe et effectuer également une révolution au sein de la cavité formée par le disque conique solaire et la bague de pression.

Le processus de variation de vitesse est une action de coordination mécanique précise. Lorsque nous devons modifier la vitesse de sortie, nous entraînons la vis de réglage de vitesse en rotation à l’aide d’une molette externe ou d’un mécanisme de réglage de vitesse. Cette vis pousse l’écrou de réglage de vitesse afin de produire un déplacement axial. Le mouvement de cet écrou, transmis par un ensemble de roulements à poussée ou de mécanismes de liaison, modifie finalement la position angulaire de la came de réglage de vitesse ou de la plaque oscillante. Cette variation de l’angle de la came contraint toutes les roues coniques planétaires à basculer de façon synchrone, c’est-à-dire à modifier l’angle entre leurs axes et l’axe du disque conique central.

La variation de l'angle d'inclinaison des engrenages coniques planétaires constitue la clé physique de la variation de vitesse. Lorsque le disque conique planétaire est à un angle d'inclinaison spécifique, le rayon effectif de son point de contact avec le disque conique solaire est fixe. Ce rayon, mesuré depuis le centre de rotation du disque conique solaire, constitue le rayon d'entrée de la transmission. Parallèlement, le rayon du point de contact entre le disque conique planétaire et la bague de pression extérieure constitue le rayon de sortie de la transmission. Cela revient à faire varier continuellement le rapport des rayons de transmission entre le côté menant (disque conique solaire) et le côté mené (bague de pression), c’est-à-dire le rapport de transmission.

Plus précisément, lorsque le mécanisme de réglage incline le pignon conique planétaire dans une certaine direction, son point de contact avec le disque conique solaire se déplace vers l'extrémité la plus large du disque conique solaire (augmentant ainsi le rayon d'entrée), tandis que son point de contact avec la bague de pression se déplace vers l'extrémité la plus étroite de la bague de pression (diminuant ainsi le rayon de sortie). Selon la formule du rapport de transmission (vitesse de sortie / vitesse d'entrée ≈ rayon d'entrée / rayon de sortie), le rapport de transmission augmente et la vitesse de sortie diminue. Inversement, lorsque le pignon conique planétaire s'incline dans la direction opposée, le rayon d'entrée diminue tandis que le rayon de sortie augmente, le rapport de transmission diminue et la vitesse de sortie augmente. Tout au long du processus de réglage, le chemin de transmission de la puissance reste continu : l'arbre d'entrée entraîne en rotation le disque conique solaire, qui, à son tour, entraîne en rotation le pignon conique planétaire par friction. Ce dernier entraîne ensuite la bague de pression en rotation par friction, et celle-ci transmet finalement la puissance à l'arbre de sortie.

Lors de l'utilisation de ce type de variateur de vitesse, les procédures d'exploitation doivent être strictement respectées afin d'assurer sa durée de vie. Premièrement, la surcharge est absolument interdite. Une surcharge provoquera immédiatement un glissement sévère, et la température élevée instantanée risque de brûler les surfaces de friction du disque conique et de la roue conique, entraînant des dommages irréversibles. La charge doit toujours rester inférieure à la valeur de couple nominale. Deuxièmement, le réglage de la vitesse doit s'effectuer en marche. Les opérations de réglage de la vitesse doivent être réalisées uniquement lorsque l'arbre d'entrée tourne. Tourner de force la molette de réglage de la vitesse alors que la machine est à l'arrêt provoquera une usure sévère, voire un blocage, du mécanisme de réglage planétaire à roues coniques, entraînant une défaillance de l'équipement. Les réglages doivent être effectués lentement et de façon régulière en tournant la molette. Troisièmement, assurez-vous d'une lubrification adéquate et appropriée. Il faut utiliser impérativement l'huile lubrifiante spéciale préconisée par le fabricant. Cette huile lubrifiante ne lubrifie pas seulement les roulements et les engrenages, mais son coefficient de frottement spécifique est également essentiel pour garantir la stabilité du couple transmis par les paires de friction. Vérifiez régulièrement le niveau d'huile et remplacez-la selon le cycle prescrit afin de maintenir ses performances lubrifiantes et de refroidissement. Quatrièmement, portez une attention particulière à la surveillance en fonctionnement et à la maintenance quotidienne. Pendant le fonctionnement, prêtez attention à tout bruit anormal et surveillez si la température du réducteur reste dans la plage normale. Vérifiez régulièrement si tous les éléments de fixation sont desserrés. Pour les équipements fonctionnant sur de longues périodes, vérifiez régulièrement, conformément au manuel d'entretien, l'usure des engrenages coniques planétaires et des disques de friction, et remplacez sans délai les pièces usées.

En résumé, le variateur mécanique à disques coniques planétaires permet une variation continue de la vitesse en modifiant précisément l'angle d'inclinaison des engrenages coniques planétaires, ce qui change continuellement le rayon effectif de contact de l'entraînement par friction. Il s'agit d'un mécanisme classique adapté aux applications de puissance moyenne à faible, où une grande régularité de la régulation de vitesse est requise. Seule une compréhension approfondie des principes sous-jacents de son entraînement par friction et de sa variation géométrique de vitesse, ainsi qu’un respect strict des exigences relatives à la charge, à la régulation de vitesse et à la lubrification, permettent aux utilisateurs d’assurer un fonctionnement fiable et d’obtenir des performances optimales.

Je si vous souhaitez obtenir davantage d’informations sur les réducteurs ou les boîtes de vitesses, n’hésitez pas à contacter un ingénieur WUMA. Si vous souhaitez obtenir davantage d’informations sur les réducteurs ou les boîtes de vitesses, n’hésitez pas à contacter un ingénieur WUMA.