Engineering
Réducteur à onde de déformation
Remontez un ressort au moyen d’un réducteur à onde de déformation et regardez la cloche élastique se tordre de T/K ; inversez le sens et le ressort rend son énergie. Comparez deux et trois lobes, 60 et 120 dents : la réduction est le nombre de dents du flexspline divisé par la différence du nombre de dents.
Ce qui se passe
Un réducteur à onde de déformation (harmonique) : un générateur d’onde à lobes sur l’arbre d’entrée fléchit une mince cloche dentée flexible, le flexspline, de sorte que ses dents extérieures n’engrènent avec la couronne rigide fixe qu’au droit des lobes. Le flexspline a autant de dents en moins qu’il y a de lobes, et à chaque tour du générateur il prend un retard égal à cette différence : la réduction est N = zf/Δz, soit 30 ou 20 avec 60 dents et deux ou trois lobes, 60 ou 40 avec 120. La sortie tourne en sens inverse. La cloche est élastique en torsion : sous le couple T du ressort sur la sortie, elle se tord de T/K, quelques minutes d’arc. Remontez le ressort : la sortie est en retard d’exactement cet angle sur un engrenage rigide. Inversez le sens : le ressort entraîne le réducteur en arrière et rend son énergie, moins le léger frottement du palier du générateur. Les dents lumineuses marquent les zones d’engrènement, qui tournent avec le générateur.
Modèle : le réducteur est un couplage en rotation de rapport −1/N, de raideur en torsion K et légèrement amorti ; les paliers freinent avec un couple constant. La flexion dessinée du flexspline montre la cinématique ; le contact des dents, les contraintes et la raideur non linéaire des cloches réelles ne sont pas calculés.
À essayer
Remontez le ressort et lisez la torsion ; inversez le sens et laissez-le se détendre. Comparez ensuite les configurations.
Équations du module
Équations N = zf/(zc − zf) = zf/Δz θo = −θi/N Δθ = T/K, E = ½ K Δθ² Ti = T/N + Td
