Quelles sont les différences entre un engrenage hélicoïdal et un engrenage hypoid ?

Les engrenages hélicoïdaux et les engrenages hypoid sont tous deux des types d’engrenages couramment utilisés dans les réducteurs, mais ils diffèrent sur de nombreux points.

1. Qu’est-ce qu’un engrenage hélicoïdal

Les engrenages hélicoïdaux sont des engrenages cylindriques dont les dents forment un certain angle avec l’axe de rotation de l’engrenage. Ce type de conception du profil des dents améliore le degré d’engrènement entre les dents des engrenages, ce qui rend le fonctionnement du réducteur plus stable.

2. Qu’est-ce qu’un engrenage hypoid

Un engrenage hypoid est un type d'engrenage conique à denture hélicoïdale utilisé pour transmettre de la puissance entre des arbres non concourants et non parallèles. Par rapport aux engrenages hélicoïdaux, les engrenages hypoid présentent une conception plus complexe. Le pignon est décalé par rapport à l'axe central du grand engrenage. Ce décalage permet de réduire le diamètre du pignon, rendant ainsi l'ensemble d'engrenages plus robuste.

3. Différences entre engrenage hélicoïdal et engrenage hypoid

• Orientation des arbres

Les engrenages hélicoïdaux servent à transmettre de la puissance entre des arbres parallèles ou croisés, tandis que les engrenages hypoid transmettent la puissance entre des arbres non concourants et non parallèles.

• Conception des dents

La surface des dents des engrenages hélicoïdaux forme un certain angle avec l'axe de rotation de l'engrenage, ce qui améliore le degré d'engrènement entre les dents. Le profil des dents des engrenages hypoid est plus complexe, de forme arquée, et le pas ainsi que la profondeur des dents varient le long de la surface dentée.

• Charge et couple

En raison de leur plus grande surface de contact et d’un meilleur degré d’engrènement entre les dents, les engrenages hélicoïdaux peuvent transmettre des charges plus élevées que les engrenages droits, et leur profil hélicoïdal permet également une répartition plus uniforme de la charge. Les engrenages hypoïdes peuvent transmettre des charges plus élevées, et leurs profils dentaires complexes leur permettent également de répartir efficacement les charges.

• Efficacité

Le frottement de glissement entre les dents des engrenages hélicoïdaux est relativement faible, et leur fort degré d’engrènement améliore également leur efficacité dans la transmission de puissance. En revanche, le frottement de glissement des engrenages hypoïdes est relativement élevé en raison du décalage entre leurs pignons, ce qui entraîne une efficacité inférieure à celle des engrenages hélicoïdaux.

• Bruit et vibrations

En raison du décalage entre les pignons, la force de frottement de glissement des engrenages hypoïdes est relativement importante, ce qui génère un niveau de bruit et de vibrations supérieur à celui des engrenages hélicoïdaux. Les engrenages hélicoïdaux, quant à eux, présentent un degré d’engrènement plus élevé, ce qui se traduit par un niveau de bruit et de vibrations relativement plus faible.

• Poussée axiale

En raison du profil des dents des engrenages hélicoïdaux, outre les charges radiales, une poussée axiale est également générée. Cette poussée axiale doit être supportée par les roulements ou d'autres structures de soutien du système d'engrenages.

4. Facteurs à prendre en compte lors du choix du type d'engrenage

Lors du choix d'engrenages hélicoïdaux et d'engrenages hypoïdes pour des applications spécifiques, plusieurs facteurs doivent être pris en compte afin d'assurer des performances optimales, une fiabilité élevée et une rentabilité.

• Exigences en couple et en charge

Les engrenages hélicoïdaux conviennent aux applications nécessitant un couple et une charge moyens à élevés. Grâce à leur rapport de contact plus élevé et à leur engrènement plus fluide, ils peuvent transmettre des charges supérieures à celles des engrenages droits de même taille. Les engrenages hypoïdes sont particulièrement adaptés aux applications à fort couple et à forte charge. Leur conception avec pignon décalé permet d'utiliser des diamètres de pignon plus importants, renforçant ainsi la résistance et la durabilité de l'ensemble d'engrenages.

• Orientation des arbres et contraintes d'encombrement

Les engrenages hélicoïdaux sont utilisés dans des dispositions d'arbres parallèles ou croisés, tandis que les engrenages hypoïdes conviennent aux systèmes d'arbres non concourants et non parallèles. Ils sont très adaptés à l'essieu arrière des automobiles

• Bruit et vibrations

Comme l'engrènement des engrenages hélicoïdaux est relativement fluide et que leur rapport de contact est plus élevé, ces engrenages génèrent généralement moins de bruit et de vibrations que les engrenages droits. Ils conviennent donc mieux aux boîtes de vitesses automobiles et aux machines industrielles. Bien que l'engrènement des engrenages hypoïdes soit relativement faible, ils produisent toutefois moins de bruit et de vibrations que les engrenages droits.

• Rendement cible

Du fait de leur rendement plus élevé, les engrenages hélicoïdaux conviennent davantage aux systèmes de transmission de puissance et aux machines industrielles. Bien que le rendement des engrenages hypoïdes soit légèrement inférieur à celui des engrenages hélicoïdaux, ces derniers offrent une meilleure capacité de charge.