Arbre (génie mécanique) - Shaft (mechanical engineering)
Un arbre est un élément de machine tournant , généralement de section circulaire, qui sert à transmettre de la puissance d'une pièce à une autre, ou d'une machine qui produit de l'énergie à une machine qui en absorbe.
Les types
Ils sont principalement classés en deux types.
- Les arbres de transmission sont utilisés pour transmettre la puissance entre la source et la machine absorbant la puissance ; par exemple les arbres intermédiaires et les arbres de ligne .
- Les arbres de machine font partie intégrante de la machine elle - même ; par exemple vilebrequin .
- Arbre d'essieu.
- Arbre de broche.
Matériaux
Le matériau utilisé pour les arbres ordinaires est l' acier doux . Lorsqu'une résistance élevée est requise, un acier allié tel que l' acier nickel , nickel-chrome ou chrome-vanadium est utilisé. Les arbres sont généralement formés par laminage à chaud et finis sur mesure par étirage à froid ou tournage et meulage .
Tailles standards
La source:
Arbres de machines
- Jusqu'à 25 mm pas de 0,5 mm
Arbres de transmission
- 25 mm à 60 mm avec pas de 5 mm
- 60 mm à 110 mm avec pas de 10 mm
- 110 mm à 140 mm avec pas de 15 mm
- 140 mm à 500 mm avec pas de 20 mm
Les longueurs standard des arbres sont de 5 m, 6 m et 7 m.
Habituellement, 1 m à 5 m est utilisé.
Contraintes
Les contraintes suivantes sont induites dans les arbres.
- Contraintes de cisaillement dues à la transmission du couple (dues à la charge de torsion).
- Contraintes de flexion ( traction ou compression ) dues aux forces agissant sur les éléments de la machine comme les engrenages et les poulies ainsi que le poids propre de l'arbre.
- Contraintes dues aux charges combinées de torsion et de flexion .
Contraintes de conception
Les contraintes maximales admissibles (de conception ) en flexion ( traction ou compression ) peuvent être prises comme :
- 112 N/mm 2 pour les arbres avec tolérance pour rainures de clavette.
- 84 N/mm 2 pour les arbres sans tolérance pour les rainures de clavette.
Les contraintes de cisaillement maximales admissibles (de conception) peuvent être prises comme :
- 56 N/mm 2 pour les arbres avec tolérance pour rainures de clavette.
- 42 N/mm 2 pour les arbres sans tolérance pour les rainures de clavette.