Les cannelures sont les dents disposées autour de la périphérie externe d'un engrenage, lui permettant de s'engrener ou de s'accoupler avec d'autres engrenages. Ces cannelures peuvent présenter un profil lisse et arrondi ou au contraire anguleux et saillant. Les cannelures à profil en développante sont conçues à partir d'une courbe spiralée, ce qui crée une dent arrondie s'engrenant en douceur pendant la rotation.
Selon « Design of Machine Elements » (3e édition) de V. B. Bhandari, « les cannelures en développante sont plus répandues que les cannelures droites en raison de leur résistance supérieure rapportée à leur taille ». En effet, elles supportent davantage de contraintes et de pressions avant que les dents ne cèdent.
Normes d'ingénierie
Le profil incurvé d'une cannelure en développante ressemble à celui d'une dent d'engrenage classique, mais il est arrondi afin d'assurer un engrènement plus fluide durant la rotation. Chaque largeur de cannelure correspond approximativement à la moitié de sa profondeur.
D'après « Machine Design » de U. C. Jindal, « les formes normalisées de dents de cannelures en développante présentent un angle de pression de 20 degrés, et les cannelures standard peuvent compter de six à cinquante dents ». Contrairement à la pointe acérée d'une dent d'engrenage droit ou à la face plate d'une crémaillère hélicoïdale, l'extrémité de la cannelure en développante est délibérément arrondie.
Conception standard
L'ouvrage « Mechanical Design of Machine Elements and Machines », rédigé par Jack Collins, Henry Busby et George Staab, précise que « pour les cannelures en développante standard soumises à la torsion, la valeur du facteur de concentration de contraintes K semble avoisiner 2,8 ». Cette valeur est inférieure aux contraintes générées lorsque des dents anguleuses entrent en contact. Par ailleurs, plus l'angle de pression diminue, plus la profondeur de la dent augmente.
Normes américaines de conception
Les exigences relatives aux cannelures en développante sont définies par les normes B92.1 et B92.M de l'American National Standards Institute (ANSI). La norme ANSI B92.1 décrit notamment la méthode d'inspection des cannelures en développante afin de détecter l'usure ; elle est également adoptée par la Society of Automotive Engineers (SAE).
Les exigences applicables aux engrenages relèvent quant à elles de la norme ASME Y14.7 de l'American Society of Mechanical Engineers, qui encadre les dessins techniques des engrenages droits, hélicoïdaux et des crémaillères. La norme ASME Y14.7.2 définit pour sa part la représentation graphique des engrenages à cannelures, ainsi que celle des engrenages coniques et hypoïdes.
Les normes ASME imposent un minimum de six dents par engrenage et recommandent un angle de pression de 30 degrés associé à une dent courte et usinée.
Normes internationales de conception
Le Deutsches Institut für Normung (DIN), organisme de normalisation allemand, émet des normes qui deviennent ensuite des références européennes. La norme DIN 5480-15 fournit les formules nécessaires pour concevoir, guider et contrôler les cannelures en développante. À la différence des normes américaines, le référentiel DIN est entièrement métrique.
L'Organisation internationale de normalisation (ISO) a publié la norme ISO 10230, qui définit les dimensions d'accouplement des moyeux cannelés et des pignons à chaîne, y compris ceux équipés de cannelures en développante. Ces dimensions d'accouplement déterminent précisément la manière dont les dents des engrenages à cannelures en développante entrent en contact et s'emboîtent entre elles.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-designs/1007115508.html