Comment Fonctionnent Les Réducteurs et Multiplicateurs de Vitesse

Les réducteurs de vitesse sont des dispositifs faisant partie de la transmission de puissance. Leur fonction est de transférer la puissance d'un système à un autre via une chaîne cinématique.

Les systèmes d'engrenages ont été inventés par Léonard de Vinci au début des années 1500 et constituent la base du fonctionnement des réducteurs et des multiplicateurs. Dans cet article, nous verrons quelle est la différence entre un réducteur de vitesse et un multiplicateur de vitesse, comment ils fonctionnent et quelles sont les applications pratiques possibles.

La raison pour laquelle on choisit d'utiliser des boîtes de vitesses et des multiplicateurs de vitesse dans le domaine de l'ingénierie est la nécessité d'obtenir un couple plus ou moins important. La puissance peut également être exprimée comme le produit du couple et de la vitesse angulaire, et résumée simplement ainsi :

• un couple inférieur lorsque la roue menée tourne plus vite que la roue motrice
• un couple supérieur lorsque la roue menée tourne plus lentement que la roue motrice.

La différence fondamentale entre les réducteurs et les multiplicateurs réside donc dans le fait que, dans le premier cas, un couple plus faible est nécessaire pour "accélérer" le mouvement de la roue motrice, tandis que dans le cas des multiplicateurs, le besoin inverse est requis.

Comment fonctionnent les multiplicateurs de vitesse ?

Un excellent exemple pour comprendre comment fonctionnent les multiplicateurs de vitesse se trouve dans l'application des éoliennes. Le concept des éoliennes est de transformer l'énergie cinétique du vent en énergie électrique.
Le souffle du vent fait tourner les pales d'un rotor qui entraîne le multiplicateur de vitesse, dont l'objectif est de transformer la rotation lente des pales en une rotation plus rapide. Le rotor est relié à un alternateur qui permet de générer du courant électrique. Mais comment fonctionne exactement le multiplicateur de vitesse dans ce cas?
Le multiplicateur est un système d'engrenages composé d'un engrenage moteur de grand diamètre, sur lequel un couple est appliqué et transmis à un engrenage mené de plus petit diamètre. Supposons que le premier soit trois fois plus grand que le second. Une rotation du grand engrenage correspond à trois rotations du petit. Ainsi, le petit engrenage tourne trois fois plus vite que le grand. Le système d'engrenages permet donc d'augmenter la rotation lente des pales, qui autrement ne pourraient pas entraîner l'alternateur.

Comment fonctionnent les boîtes de vitesses ?

Le réducteur de vitesse fonctionne exactement à l'opposé d'un multiplicateur de vitesse. Supposons donc que nous ayons un système d'engrenages dans lequel un couple est appliqué à un engrenage moteur de plus petit diamètre, avec un diamètre égal à un tiers de celui de l'engrenage mené.
Une rotation de l'engrenage plus petit correspondra à ⅓ de rotation de l'engrenage plus grand. Ce dernier tournera donc 3 fois plus lentement que le petit. Les réducteurs sont donc des transmissions mécaniques d'engrenages qui réduisent la vitesse de mouvement de la machine à laquelle ils sont connectés pour l'adapter aux besoins opérationnels. Tout en réduisant la vitesse, la boîte de vitesses multiplie le couple.

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