EKINSUN LTD est un fabricant de pièces sur mesure, et ces engrenages arrivent presque toujours dans la même situation : l’entraxe est déjà percé dans le bâti, le rapport est imposé, et le palier catalogue le plus proche tombe à côté. Trois données règlent alors le problème — la gamme, le sens d’hélice et le nombre de dents — et deux cas où le catalogue reste la meilleure adresse.
Axes croisés ou axes parallèles : deux gammes, deux pièces
La denture est de même nature dans les deux cas, mais l’angle d’hélice n’est pas le même et cela change tout à l’usage. C’est pourquoi les distributeurs français tiennent deux lignes distinctes, l’une pour axes parallèles et l’autre pour axes croisés, dans le même module :
- Axes croisés, hélice à 45° — deux roues de construction identique renvoient le mouvement à 90°. Contact ponctuel, glissement important, capacité modeste. C’est la pièce décrite ici, appelée engrenage gauche dans la littérature technique.
- Axes parallèles, hélice de 15° à 20° — contact linéaire, marche silencieuse, capacité bien supérieure. Même famille de denture, emploi complètement différent.
Se tromper de gamme donne une paire qui n’engrène pas, ou qui engrène sous un angle d’axes qui n’est pas celui du bâti. Le module et le nombre de dents seuls ne suffisent donc jamais à commander : l’angle d’hélice fait partie de la définition.
Le sens de l’hélice : même sens en croisé, opposés en parallèle
L’angle entre les axes se déduit des deux angles d’hélice, et la façon dont ils se combinent dépend uniquement du sens. Même sens, ils s’additionnent ; sens opposés, ils s’annulent. Pour une paire à 45° cela ne laisse que deux résultats utiles :
- Axes croisés à 90° — 45° + 45° = 90°, les deux roues sont donc de même sens : R avec R, ou L avec L.
- Axes parallèles — 45° − 45° = 0°, les roues sont de sens opposés : R avec L.
Cela passe pour un détail et c’est l’erreur de commande la plus fréquente sur ces roues, parce que le réflexe venu de l’engrenage hélicoïdal ordinaire — une à droite, une à gauche — est précisément l’inverse de ce qu’il faut en croisé. Les annonces traduites automatiquement n’aident pas : on y lit régulièrement « pour gauchers » là où le fabricant avait écrit left hand.
Matière : 45#, S45C, C45 — et pourquoi le catalogue vend du 20NCD2
Les gammes catalogue sont massivement en 20NCD2, un acier de cémentation, alors que la fabrication à l’unité part plutôt d’un acier au carbone trempé par induction. Ce n’est pas une question de qualité mais d’échelle : la cémentation s’amortit sur une série, pas sur une roue.
| Matière | Désignations | État sur la roue | Au catalogue |
|---|---|---|---|
| Acier au carbone 0,45 % C | NF EN 10083-2 C45 (1.0503) · ancienne désignation AFNOR XC48 · JIS S45C · GB/T 699 45# · AISI 1045 | Denture trempée par induction HRC40–55, brunie | Notre standard à l’unité |
| 20NCD2 cémenté | NF A35-551 20NCD2 · EN 20NiCrMo2-2 · AISI 8620 | Peau cémentée dure sur cœur tenace — le choix des gammes stock | Standard catalogue |
| C45E trempé revenu | NF EN 10083-2 C45E (1.1191) | Cœur traité à cœur, pour les entraînements qui encaissent des à-coups | Option |
| Inox 1.4301 | NF EN 10088 1.4301 · AISI 304 · JIS SUS304 | Non trempé. Lavage, agroalimentaire, ambiance humide — tenue de denture réduite | Oui |
| Polyamide coulé | PA6 coulé · type MC | Silencieux, autolubrifiant, faible charge ; à faire tourner contre une roue acier, pas contre une autre roue plastique | Oui |
| Bronze d’étain | CuSn12 | La réponse classique au glissement : roue bronze contre roue acier trempée, comme dans un couple roue et vis | Quand l’usure gouverne |
| Aluminium 6061-T6 | EN AW-6061 | Les dentures croisées glissent au lieu de rouler, et l’aluminium grippe sous ce contact | Non — moyeux et ébauches seulement |
| Aluminium 7075-T6 | EN AW-7075 | Plus résistant que le 6061, pas meilleur contre le grippage — la ruine est en surface, pas en résistance | Non — et nous vous le disons |
Si la roue d’origine était en acier cémenté, dites-le et nous restons en 20NCD2. Pour les nuances plus résistantes, la fiche acier 42CrMo4 / 42CD4 couvre l’échelon au-dessus du C45.
Qualité de denture, et le piège de la mention « AGMA 10 ». Nos dentures sont taillées en classe 7 selon ISO 1328-1, soit environ Q10 au sens de l’AGMA 2000-A88, quand les roues de stock sont couramment livrées en classe 8 ou 9. Le numéro seul ne veut rien dire : l’AGMA 2000-A88 numérote de 3 à 15 avec plus haut = plus fin, tandis que l’AGMA 2015-1-A01 numérote dans le sens ISO, où 10 serait au contraire grossier. Exigez donc la norme avec le chiffre. Condition honnête de notre côté : sur une denture trempée, la classe 7 ne tient qu’avec une reprise de finition après trempe, facturée en ligne distincte — si l’entraînement ne le justifie pas, la classe 8 taillée puis trempée par induction est la réponse la moins chère et parfaitement honnête.
Nombre de dents : le catalogue avance par paliers, votre entraxe non
À 45° d’hélice, le diamètre primitif découle directement du module normal et du nombre de dents — et donc l’entraxe, celui-là même qui est déjà percé :
d = mn · z / cos 45° = 1,4142 · mn · z · diamètre de tête da = d + 2 mn · entraxe a = (d1 + d2) / 2
| Dents (z) | Primitif d | Tête da | Au catalogue | Entraxe avec une roue de 20 dents |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 28,28 mm | 32,28 mm | Palier tenu | 42,43 mm |
| 11 | 31,11 mm | 35,11 mm | Non — le palier saute de 10 à 13 | 43,84 mm |
| 12 | 33,94 mm | 37,94 mm | Non | 45,25 mm |
| 13 | 36,77 mm | 40,77 mm | Palier tenu | 46,67 mm |
| 14 | 39,60 mm | 43,60 mm | Non | 48,08 mm |
| 15 | 42,43 mm | 46,43 mm | Palier tenu | 49,50 mm |
| 16 | 45,25 mm | 49,25 mm | Non — le plus grand vide commence ici | 50,91 mm |
| 18 | 50,91 mm | 54,91 mm | Non | 53,74 mm |
| 20 | 56,57 mm | 60,57 mm | Palier tenu | 56,57 mm |
| 22 | 62,23 mm | 66,23 mm | Non | 59,40 mm |
| 26 | 73,54 mm | 77,54 mm | Palier tenu | 65,05 mm |
| 30 | 84,85 mm | 88,85 mm | Palier tenu | 70,71 mm |
Le plus grand vide se situe entre 15 et 20 dents. Quatre paliers y manquent, et comme chaque dent déplace l’entraxe de 1,41 mm en module 2, ce seul saut met 7,07 mm d’entraxe hors de portée pour un achat sur stock. Un bâti déjà percé à 51 mm n’a aucune réponse au catalogue ; une roue de 16 dents contre une de 20 donne 50,91 mm, et cela passe.
Le découpage n’est d’ailleurs pas le même partout. Les six paliers ci-dessus forment un découpage répandu ; la gamme axes croisés de HPC Europe tient plutôt 25 et 26 dents en module 2. Chaque fournisseur stocke sa propre sélection, et une taille vue dans un catalogue peut n’exister nulle part ailleurs — d’où l’intérêt de faire le calcul avant d’interroger les disponibilités.
Ce qu’un engrenage à axes croisés ne sait pas faire
Deux roues à axes croisés se touchent en un point, pas le long d’une ligne. Le contact est ponctuel et glisse vite : la capacité admissible ne vaut qu’une fraction de celle d’un couple hélicoïdal à axes parallèles de même diamètre, et c’est l’usure qui met fin à la vie de la denture, pas la rupture de dent. Cela tient à la géométrie ; aucun traitement ni aucune classe de qualité n’y change quoi que ce soit. Leur domaine, ce sont les entraînements légers : prises de mouvement, renvois d’angle d’appareillage, commandes et avances à 90°. Si l’arbre doit vraiment transmettre du couple, la bonne pièce est un couple conique ou une roue et vis sans fin, et nous préférons vous le dire avant.
Ce que le catalogue fait bien — et où il s’arrête
| Ce qu’il vous faut | Au catalogue ? | La voie honnête |
|---|---|---|
| Palier catalogue avec alésage catalogue — module 2, 20 dents à droite, alésage 15 mm | Oui, largement tenu en stock | Achetez au catalogue. Une roue de stock sera toujours moins cher qu’une fabrication à l’unité, nous ne prétendrons pas le contraire |
| Palier catalogue, alésage juste à réaléser | Roue de stock plus une reprise | Moins cher en reprise qu’en pièce neuve — demandez cela, pas une roue neuve |
| 11, 12, 14, 16, 18 ou 22 dents — le rapport ou l’entraxe tombe entre deux paliers | Tenu dans aucun module | Denture taillée au nombre de dents calculé, dès 1 pièce |
| Alésage hors de la plage catalogue — 8 mm dans une roue de 20 dents par exemple | Chaque taille a sa plage d’alésage figée | Alésage, rainure de clavette et méplats de vis repris sur votre arbre, moyeu adapté en conséquence |
| Roue en C45 trempé plutôt qu’en 20NCD2 cémenté — une ou deux pièces seulement | Les gammes stock sont cémentées | Trempe par induction sur la denture, sans étape de cémentation à amortir |
| Remplacement d’une roue sans aucun catalogue — machine arrêtée depuis longtemps | Plus aucune documentation | Module, sens d’hélice et nombre de dents relevés sur la pièce usée — voir ingénierie inverse |
| Bronze ou forme de moyeu particulière — bossage rallongé, bride, second alésage | Les moyeux catalogue sont figés | Usiné en une seule pièce plutôt qu’une roue de stock plus un adaptateur |
« Il me faut une paire d’engrenages à axes croisés à 51 mm d’entraxe, module 2, hélice 45°. La combinaison catalogue la plus proche me met à 49,5 ou 56,6 et je ne peux pas déplacer les perçages du bâti. Les deux arbres font 12 mm avec rainure de 4 mm. Vous pouvez tailler 16 et 20 dents, les deux à droite ? »
C’est une demande complète : module, angle d’hélice, entraxe imposé, arbre et clavetage, et le sens — les deux à droite, puisque les axes sont croisés. La réponse confirme 50,91 mm avec 16 dents contre 20, demande quelle roue mène et sous quel couple approximatif, et propose du C45 trempé par induction. Ce type de commande côtoie ici les autres pièces de transmission : pièces métalliques sur mesure, pièces de rechange et entretoises.
Engrenages, pignons, crémaillères — ce qui se taille ici
Une paire à axes croisés est un montage parmi d’autres sur la machine à tailler, et le reste de la transmission passe sur les mêmes moyens. EKINSUN travaille comme fabricant d’engrenages sur plan, pas comme spécialiste d’une seule famille :
- Engrenages hélicoïdaux à axes parallèles — le cas courant, taillé à 15° ou 20° d’hélice, là où la marche silencieuse compte plus que le renvoi d’angle
- Engrenages droits et pignons, module 0,5 à 8, refaits sur échantillon quand la machine n’a plus de documentation
- Roues et vis sans fin — la réponse honnête dès qu’une paire croisée ne passe plus le couple
- Crémaillères taillées pour engrener avec un pignon encore en état
- Arbres dentés, blocs de pignons et ébauches finies — denture et arbre en une pièce, ou une ébauche prête à tailler chez vous
La commande se passe partout de la même façon : envoyez les cotes, envoyez la pièce usée, ou une photo avec un pied à coulisse dans le cadre. Les engrenages sur plan sont la routine ; les engrenages sans aucun plan le sont tout autant, et c’est même le plus gros de ce qui arrive ici.
Comment commander
- Les quatre données qui définissent la roue : module normal, nombre de dents, angle d’hélice et sens. Module 2 à 45° est le cas fréquent ; les modules 1,0 · 1,5 · 2,5 et 3,0 se taillent pareil
- L’entraxe que vous ne pouvez pas déplacer — c’est lui qui impose les nombres de dents, et c’est la cote qui manque dans la plupart des demandes
- L’arbre : diamètre et tolérance, largeur de rainure de clavette, ou méplats pour vis sans tête. Les alésages sont exécutés en H7 sauf indication contraire
- La disposition des arbres — croisés à 90° ou parallèles. Nous en déduisons le sens de chaque roue et l’inscrivons sur le plan pour qu’il ne puisse pas être mal lu
- Ou envoyez la vieille roue. Nombre de dents, module, sens et angle d’hélice se relèvent sur une pièce usée ; elle repart avec la neuve
Un plan coté part en validation avant tout usinage, et le sens d’hélice de chaque roue y est écrit noir sur blanc. Devis en 12 heures, fabrication en général sous 7 à 15 jours après votre accord. Il n’y a pas de frais d’outillage, ce qui fait d’une roue de remplacement unique une commande normale et non une exception.
Questions fréquentes
La denture est de même nature, mais les deux gammes ne s'emploient pas de la même façon et les catalogues les séparent pour cette raison. Une roue prévue pour axes croisés est taillée avec une hélice à 45°, ce qui permet de renvoyer le mouvement à 90° avec deux roues identiques en construction. Une roue pour axes parallèles est taillée avec une hélice plus faible, souvent 15° à 20°, et travaille en contact linéaire avec une capacité bien supérieure. Prendre une roue dans la mauvaise gamme donne un couple qui ne s'engrène pas, ou qui s'engrène avec un angle d'axes qui n'est pas celui du bâti.
Cela dépend de la disposition des arbres, et c'est l'erreur qui fait échouer la plupart des commandes. L'angle entre les axes vaut la somme des deux angles d'hélice quand les roues sont de même sens, et leur différence quand elles sont de sens opposés. Deux roues à 45° de même sens donnent donc 45° + 45° = 90°, c'est le cas des axes croisés. Les deux mêmes roues en sens opposés donnent 45° − 45° = 0°, c'est-à-dire des axes parallèles. En clair : croisé à 90° signifie R avec R ou L avec L, parallèle signifie R avec L. C'est exactement l'inverse du réflexe hérité des engrenages hélicoïdaux ordinaires, et le sens de chaque roue figure sur le plan de validation.
Parce qu'un catalogue tient des paliers et non tous les nombres de dents, et que chaque fournisseur stocke sa propre sélection. Un découpage répandu en module 2 donne 10, 13, 15, 20, 26 et 30 dents, tandis que la gamme axes croisés de HPC Europe tient plutôt 25 et 26. La géométrie, elle, n'a aucun trou : le primitif vaut d = m·z/cos45°, soit 28,28 mm à 10 dents, 31,11 mm à 11, 33,94 mm à 12 et 36,77 mm à 13. Le plus grand vide du découpage répandu se situe entre 15 et 20 dents : quatre paliers y manquent, et comme chaque dent déplace l'entraxe de 1,41 mm en module 2, 7,07 mm d'entraxe deviennent inaccessibles en achat sur stock.
Ce sont deux logiques différentes, et les deux sont disponibles ici. Le 20NCD2 est un acier de cémentation : peu de carbone à cœur, une couche superficielle enrichie puis trempée, ce qui donne une peau très dure sur un cœur tenace. C'est le choix logique d'un fabricant qui produit des séries et amortit le traitement. Le C45, anciennement XC48 en désignation AFNOR, contient assez de carbone pour être trempé directement sur la denture par induction à HRC40–55, sans étape de cémentation : à l'unité ou en très petite série, cela revient nettement moins cher pour une tenue suffisante sur des entraînements légers. Si votre application reproduit une pièce d'origine en acier cémenté, dites-le et nous restons en 20NCD2.
Beaucoup moins que sa taille ne le laisse croire, et cela tient à la géométrie et non à la qualité de fabrication. Deux roues à axes croisés se touchent en un point et non le long d'une ligne, avec une vitesse de glissement élevée en ce point. La capacité admissible ne représente donc qu'une fraction de celle d'un couple hélicoïdal à axes parallèles de même diamètre, et c'est l'usure qui met fin à la vie de la denture, pas la rupture de dent. Leur domaine est celui des entraînements légers : prises de mouvement, renvois d'angle d'appareillage, commandes et avances à 90°. Si l'arbre doit réellement transmettre du couple, un couple conique ou une roue et vis sans fin est la bonne réponse et nous vous le dirons.
EKINSUN est un fabricant de pièces sur mesure et taille des engrenages hélicoïdaux à axes croisés de module 1,0 à 3,0 avec une hélice à 45°, dans tous les nombres de dents de 10 à 30, y compris les paliers absents 11, 12, 14, 16, 18 et 22, avec alésage, rainure de clavette et moyeu repris sur l'arbre dont vous disposez déjà, dès 1 pièce et avec un devis en 12 heures. Deux exceptions honnêtes : si votre taille existe comme palier avec l'alésage voulu, par exemple module 2, 20 dents à droite, alésage 15 mm, l'achat au catalogue sera moins cher que toute fabrication à l'unité et c'est là qu'il faut la prendre ; et si l'entraînement doit passer du couple, demandez-nous plutôt un couple conique ou une roue et vis.
Demander un devis
Module, dents, sens, alésage — et l’entraxe. Réponse en 12 heures.
// En bref
- →Palier et alésage catalogue ? Achetez sur stock
- →11, 12, 14, 16, 18, 22 dents ? On la taille
- →d = 1,4142 · m · z — à 45°
- →Croisé = même sens, parallèle = opposés
- →Dès 1 pièce, devis en 12 heures
ou par e-mail : [email protected]