Dynamique des transmissions en régime transitoire

par Guillaume Sika

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Philippe Velex.

Le jury était composé de Philippe Velex.


  • Résumé

    Ce travail vise à prédire le comportement dynamique d’engrenages évoluant à des vitesses de rotation variables. Un modèle d’engrenages à paramètres concentrés est développé, il inclut la possibilité de contacts directs et de contacts sur les faces arrière des dentures, les influences des excentricités, du jeu de denture et des variations de vitesse de rotation. Les arbres sont introduits via des éléments finis de poutres de Timoschenko et les paliers par l’intermédiaire de ressorts de traction - compression et de torsion. Les différents états des conditions de contacts, ainsi que les paramètres nécessaires à la simulation de l’engrènement, sont analysés. Un schéma numérique d’intégration pas à pas est couplé à un algorithme de contact afin de résoudre les équations de mouvement. Différents modèles de complexité croissante sont exploités afin de caractériser les contributions de variations périodiques de vitesses (acyclisme). Pour un système à un seul degré de liberté, des résultats originaux relatifs à la stabilité de la solution en sont déduits. Des approches analytiques sont également proposées afin de valider et calibrer les méthodes numériques. Les résultats confirment l’influence certaine de certains régimes transitoires sur le comportement dynamique des engrenages, particulièrement dans le cas de l’acyclisme [131 - 132 - 133].


  • Résumé

    This present work is aimed at predicting the dynamic behaviour of geared transmissions submitted to unsteady rotational speeds. The proposed gear model is based on lumped parameter elements; it also accounts for contact losses between the teeth and back strikes, the influence of eccentricities, backlash and variable rotational speeds. The pinion and the gear shafts are modelled using Timoschenko’s beam elements whereas bearings are simulated via lumped stiffness elements. The various possible contact conditions and parameters controlling the gear meshing characteristics are analysed. The equations of motion are solved by combining a time-step numerical integration scheme and a normal contact algorithm. Several models are investigated in the particular case of fluctuating input speed caused by engine acyclism and, for a one degree of freedom system, original results about parametric instabilities are presented. Analytical approaches are proposed in order to validate and calibrate the numerical methods. The results confirm a significant influence of some transient regimes on the dynamic behaviour of gears, particularly in the case of engine acyclism.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (216 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 197-207

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3372)
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