Courroie

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Couple de deux courroies trapézoïdales
Courroie crantée

La courroie est une pièce utilisée pour la transmission du mouvement. Elle est construite dans un matériau souple. Par rapport à d'autres systèmes, elle présente l'avantage d'un grande souplesse de conception — le concepteur a une grande liberté pour positionner les organes moteur et récepteur —, d'être économique, silencieuse et d'amortir les vibrations, chocs et à-coups de transmission. Par contre, elle présente une durée de vie limitée et doit être changée, et la puissance transmissible est limitée, ce qui est parfois un avantage (utilisation comme limiteur de couple).

La courroie est utilisée avec des poulies, et parfois avec un galet tendeur. L'entraînement s'effectue :

  • par adhérence pour les courroies plates, rondes, trapézoïdales et striées ; ces courroies sont qualifiées d'asynchrones, car le rampement, et éventuellement le patinement (glissement généralisé), ne permettent pas de garantir la vitesse de sortie ;
  • par obstacle pour les courroies crantées, qui sont également qualifiées de synchrones. Ces dernières permettent une transmission de mouvement sans déphasage : par exemple comme les chaînes et les engrenages.

Habituellement, les moteurs de voitures comportent une courroie crantée pour entraîner la distribution et une courroie rainurée pour entraîner un certain nombre de composants périphériques : alternateur, pompe à eau, pompe de direction assistée, etc.

Rapport de réduction[modifier | modifier le code]

Comme pour les transmissions par engrenages, le rapport de réduction se calcule par la formule :

r=\frac{\text{fréquence de sortie}}{\text{fréquence d'entrée}}  =\frac{\mathrm{N_s}}{\mathrm{N_e}} = \frac{\text{diamètre poulie motrice}}{\text{diamètre poulie réceptrice}} = \frac{\mathrm{D_m}}{\mathrm{D_r}}.

Tension de courroie[modifier | modifier le code]

Un alternateur d'automobile est habituellement guidé par un pivot, et sa position est ajustée par un boulon glissant dans une lumière oblongue, qui est serré lorsque la tension obtenue est satisfaisante. Ce dispositif constitue le tendeur de la courroie.

La courroie doit être nécessairement tendue. Le système de transmission doit donc comprendre un système de mise en tension ; la courroie est détendue lorsqu'on l'enlève ou qu'on la met en place, et tendue en fonctionnement.

Le tendeur est constitué d'une poulie mobile. Il peut s'agir de la poulie motrice ou réceptrice, mais il peut également s'agir d'un galet tendeur tournant à vide.

Sur les courroies asynchrones, la tension assure l'adhérence : plus la tension est importante, plus la transmission peut transmettre un effort important.

Sur les courroies crantées, la tension permet d'empêcher les dents de sauter.

Typologie[modifier | modifier le code]

Il existe deux types de courroies selon leur mode d'installation :

  • les courroies fermées : ce sont des anneaux, leur installation nécessite d'avoir accès à un côté du système pour pouvoir glisser la courroie sur les poulies ;
  • les courroies ouvertes : elles sont conçues pour des systèmes d'entraînement d'accès difficile, les extrémités étant connectées après mise en place.

On distingue par ailleurs les courroies selon la forme de leur section.

Courroie plate[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Courroie plate.

Bande de section rectangulaire, autrefois en cuir, désormais en matériau composite : élastomère et âme en fibre.

Courroie trapézoïdale[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Courroie trapézoïdale.

Les courroies trapézoïdales sont les plus utilisées. À tension égale, elles transmettent une puissance plus élevée que les courroies plates. Elles sont utilisées, par exemple, dans les variateurs de vitesse.

Courroie synchrone ou crantée[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Courroie synchrone.

Les courroies synchrones sont dentées. On les utilise, par exemple, pour entraîner les arbres à cames, ou pour la transmission secondaire de certaines motocyclettes. Elles sont aussi utilisées sur de nombreuses machines industrielles ou agricoles. Ce genre de courroie est indispensable pour éviter tout déphasage entre l'entrée et la sortie.

Même bien tendue et sans glissement, une courroie non crantée se décalera de par son élasticité. En effet son élongation sera différente entre brin tendu et brin mou et c'est cette différence qui produira le décalage.

Courroie striée[modifier | modifier le code]

La courroie striée est une courroie de transmission de puissance striée dans le sens de la longueur, ce qui augmente énormément la surface de contact entre la poulie et la courroie. Cependant elle fonctionne par adhérence de la denture sur la poulie. Sa structure monobloc permet une répartition homogène de la tension au contact poulie/courroie.

Elle présente de nombreux avantages :

  • une grande gamme de puissance (de 0 à 600 kW) ;
  • un grand rapport de transmission possible ;
  • une grande durée de vie, fiabilité ;
  • une stabilité de la tension ;
  • une transmission silencieuse.

La courroie striée constitue la courroie dite d'accessoire sur les automobiles. On la retrouve également sur les machines à laver, sèches-linges, tracteurs, bétonnières, compresseurs, vélos fitness, tondeuses, etc.

Pannes[modifier | modifier le code]

Une courroie demande peu d'entretien. Cependant, il faut surveiller son état : traces d'usures visibles, tension :

  • manque de tension : la courroie lisse émet un sifflement caractéristique ;
  • usure : la courroie se rompt brutalement ; dans le cas de la courroie de synchronisation d'un moteur à explosion piston/soupape, cela entraîne, inévitablement, une destruction du moteur (sauf sur les moteurs de conception non-interférentielle), c'est pourquoi il faut toujours remplacer la courroie de distribution au kilométrage (ou âge) préconisé.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Jean-Louis Fanchon, Guide des sciences et technologies industrielles, Nathan/Afnor,‎ 2011 (ISBN 978-2-09-161590-5 et 2-12-494112-7), « Transmissions par courroies et par chaînes », p. 373-386
  • André Chevalier, Guide du dessinateur industriel, Hachette,‎ 2004 (ISBN 978-2-01-168831-6), « Courroies », p. 307-310

Notes et références[modifier | modifier le code]