Arbres de transmission : fonctionnement, types, matériaux et applications

Les automobiles utilisent des arbres de transmission pour transférer la puissance ou le mouvement. Il ne serait pas faux de dire que le fonctionnement des véhicules ne peut pas être complet sans ce composant. Comprendre les arbres de transmission et leur fonctionnement est essentiel pour savoir comment les différents véhicules se déplacent.

 

Ce composant est utilisé non seulement dans les véhicules, mais aussi dans de nombreuses autres machines. Malgré sa valeur extrême, les gens en ont une moindre compréhension. Dans cet article, je vais approfondir les arbres de transmission et leurs types. Au final, vous pourrez tout apprendre sur cette pièce cruciale. Alors, commençons !

 

Présentation de l’arbre de transmission

 

Voyons d’abord ce qu’est l’arbre de transmission !

 

L’arbre de transmission est un composant utilisé pour transmettre le mouvement de rotation entre deux points. Les moteurs des véhicules produisent de l’énergie. Les arbres transportent cette puissance (mouvement de rotation) et se déplacent vers les roues du véhicule. La roue se déplace lorsqu’elle reçoit de l’énergie. Différents types d’arbres fonctionnent différemment.

 

Le fonctionnement de l’arbre et de la boîte de vitesses est directement lié l’un à l’autre. Les moteurs ou les moteurs des véhicules produisent de l’énergie. Cependant, les moteurs ne transfèrent pas cette puissance aux différentes pièces du véhicule. N’oubliez pas que les roues et autres pièces des véhicules nécessitent de la puissance pour leur mouvement.

 

Cette puissance est transférée via l’arbre de transmission. En termes simples, l’arbre agit comme un pont entre le point où la puissance est produite et le point où elle est absorbée. Comme je l’ai dit, la boîte de vitesses des automobiles et les arbres fonctionnent ensemble. Le moteur délivre plus de puissance lorsque vous passez le véhicule à une vitesse supérieure.

 

L’arbre transmet plus de puissance aux roues et aux autres pièces. Il s’agit d’un composant intégral qui assure le mouvement fluide des véhicules. Il est fabriqué avec un matériau durable qui ne se casse pas et ne montre pas d’usure. N’oubliez pas que si ce composant fonctionne mal, la voiture peut ne pas être en mesure de fonctionner de manière optimale.

 

Comment fonctionne un arbre de transmission ?

 

Discutons du fonctionnement ou du mécanisme de ces arbres à un niveau élémentaire. Dans les automobiles, différents arbres fonctionnent ensemble pour assurer la distribution de puissance. Une fois que le moteur démarre, il génère de la puissance ou de l’énergie. Cependant, la puissance se présente sous forme de mouvement linéaire au démarrage. Par conséquent, les moteurs automobiles sont livrés avec un vilebrequin attaché.

 

Il convertit l’énergie linéaire en puissance de rotation. Maintenant, le rôle de l’embrayage entre en jeu. Un embrayage d’automobile (transmission manuelle) contrôle le flux de cette puissance de rotation. Si vous appuyez sur l’embrayage, la puissance de rotation ne circulera pas dans la transmission. La puissance peut circuler vers le reste du système après avoir relâché l’embrayage.

 

De même, la boîte de vitesses d’un véhicule contrôle la vitesse de la puissance de rotation transmise aux différentes pièces. Mais comment la puissance de rotation passe-t-elle dans les roues et autres pièces ? C’est là que les arbres de transmission jouent leur rôle. Ils prennent la puissance de rotation générée par le vilebrequin et la transportent vers les roues. L’arbre de transmission distribue cette information en tournant librement.

 

N’oubliez pas que la rotation de l’arbre n’est pas simple. Au lieu de cela, les joints universels (joints en U) et les roulements assurent une rotation en douceur. Les joints en U sont essentiels car ils rendent l’arbre de transmission plus flexible. Ainsi, si une pièce connectée n’est pas parfaitement positionnée, cela n’affectera pas le fonctionnement de l’arbre de transmission. Elle se plierait de sorte que son mouvement ne soit pas affecté.

 

L’arbre de transmission déplace correctement la puissance d’un point à un autre (différentiel). Le différentiel répartit ensuite la puissance de rotation en différentes parties. Selon les besoins, il peut envoyer la puissance requise à chaque roue. En résumé, l’arbre de transmission transmet la puissance du moteur au différentiel.

 

Types d’arbres de transmission

 

Il existe de nombreux types d’arbres de transmission et leur fonctionnement varie. Cependant, leur fonctionnalité et leur mécanisme de base restent les mêmes. Dans la section ci-dessous, j’expliquerai ces types d’arbres de transmission. Vous devez bien comprendre chaque arbre et savoir quel arbre est le meilleur pour quoi.

 

1- Arbre principal

 

L’arbre principal est essentiel pour définir la vitesse du véhicule. Pourquoi ? Parce qu’il est directement relié à la boîte de vitesses. Un rapport plus élevé transmet plus de couple, et vice versa. Cet arbre est situé à l’arrière de la transmission. L’avant ou la tête de cet arbre est constitué d’un roulement.

 

Ce petit ours garantit que l’arbre peut se déplacer en douceur sans rencontrer aucune sorte de résistance ou de frottement. Dans les automobiles, l’engagement et le désengagement des engrenages ajustent la vitesse et le couple. Il définit le rythme auquel la puissance de rotation sera transmise d’un point à un autre (roues).

 

2- Arbre intermédiaire

 

L’arbre intermédiaire est parallèle à l’arbre principal et les deux sont associés à des engrenages. L’arbre intermédiaire est directement relié à l’arbre d’entrée et reçoit la puissance via un pignon. Lorsque l’arbre d’entrée tourne, la puissance est transférée à l’arbre intermédiaire, ce qui le fait également tourner.

 

L’arbre intermédiaire est doté d’engrenages qui lui sont attachés. Lorsqu’il tourne, les engrenages de l’arbre intermédiaire tournent également. Ces engrenages s’engrènent avec les engrenages de l’arbre principal. Cette interaction entre les engrenages contrôle la vitesse et le couple, permettant à la voiture de changer de vitesse et d’ajuster son mouvement. Il serait correct de dire que l’arbre intermédiaire est l’assistant de l’arbre principal.

 

3- Arbre intermédiaire

 

L’arbre intermédiaire n’est pas directement lié au transfert de mouvement. Au lieu de cela, il inverse uniquement le sens de rotation. En général, cet arbre contient un engrenage intermédiaire qui relie deux engrenages de travail ou fonctionnels. Les deux autres engrenages peuvent être associés à la vitesse de transmission de puissance. Cependant, l’engrenage intermédiaire attaché à l’arbre intermédiaire n’a rien à voir avec cela. Il fournit simplement une connexion entre deux engrenages.

 

4- Arbre de transmission ou d’hélice

 

L’utilité de l’arbre de transmission est importante dans les véhicules à traction arrière ou à quatre roues motrices. Son travail consiste à transférer la puissance ou la rotation de la boîte de vitesses au différentiel. Le différentiel restitue ensuite la puissance et aide les roues à se déplacer. Comme cet arbre fournit la puissance nécessaire au mouvement du véhicule, les gens l’appellent également arbre d’hélice.

 

N’oubliez pas que l’arbre de transmission est également livré avec des joints, tels que des joints universels et des joints coulissants. Ces joints garantissent que l’arbre se déplace en douceur et transmet le couple efficacement. Ces arbres sont généralement légers mais très solides et durables. Les fabricants utilisent de l’acier ou de l’aluminium dans leur fabrication.

 

5- Arbre d’essieu

 

Vous êtes-vous déjà demandé comment la puissance de la transmission parvient aux roues ? C’est là que l’arbre d’essieu entre en jeu. Il relie la transmission aux roues des véhicules. Comme indiqué précédemment, le différentiel répartit la puissance pour chaque roue.

 

Une fois que le système répartit la puissance, il la transmet aux roues via l’arbre d’essieu. Cet arbre fonctionne en étroite collaboration avec le différentiel, assurant la transmission de puissance aux roues. Il est robuste et peut supporter le poids des véhicules dans les virages.

 

6- Arbre creux

 

Ces arbres sont très populaires en raison de leur nature légère. Ils sont creux à l’intérieur au lieu d’être pleins. Ils utilisent donc moins de matériaux, ce qui les rend également rentables. Mais vous pourriez penser que l’utilisation de moins de matériaux pourrait les rendre faibles. Ce n’est pas le cas, car les fabricants fabriquent ces arbres avec de l’aluminium ou de l’acier. Ces matériaux légers mais solides confèrent à ces arbres un excellent rapport poids/résistance. Ils peuvent facilement gérer et absorber la force de torsion.

 

Comment sont fabriqués les arbres de transmission ?

 

La fabrication des arbres de transmission est un processus complexe. Elle implique différentes étapes et procédures pour obtenir les produits finis. Examinons en détail la façon dont ces arbres naissent :

 

1. Sélection des matériaux : Différents matériaux sont disponibles et peuvent être utilisés dans la fabrication des arbres de transmission. Parmi ceux-ci, l’acier au carbone et l’acier allié sont très populaires. Cela dépend des besoins et des exigences des fabricants. Pour une durabilité exceptionnelle, les fabricants préfèrent les aciers alliés.
2. Forgeage : Une fois le matériau sélectionné, il subit le processus de chauffage. La température plus élevée rend le matériau plus doux et malléable. Cette étape permet aux fabricants de façonner le matériau en le pressant. Mais ce façonnage n’est pas précis et nécessite de nombreuses corrections.
3. Usinage grossier : Comme indiqué précédemment, le matériau malléable nécessite une certaine correction. Les fabricants utilisent donc des tours pour le façonner selon leurs besoins. N’oubliez pas que ces tours sont très précis et coupent le matériau selon les instructions. Ainsi, la forme du matériau devient similaire à celle souhaitée par le fabricant.
4. Traitement thermique : Vous obtenez un arbre très faible lors de l’usinage grossier. De plus, sa forme présente quelques problèmes. Les fabricants soumettent cet arbre au traitement thermique. Cela garantit que le matériau devient solide et durable. N’oubliez pas que les fabricants effectuent cette étape à une température contrôlée.
5. Usinage CNC : L’arbre peut présenter certaines anomalies de forme ou de taille. C’est là que l’usinage CNC entre en jeu. Le fraisage, le meulage et le tournage CNC donnent à l’arbre les dimensions exactes. Par exemple, le tournage CNC permet de réaliser des formes cylindriques. Le fraisage et le meulage CNC sont excellents pour créer des rainures et des surfaces lisses.
6. Traitement de surface : L’étape ci-dessus complète le processus de fabrication de l’arbre de transmission. Vous obtenez un arbre qui peut être utilisé. Cependant, les fabricants y ajoutent quelques couches de peinture supplémentaires. Ces traitements de surface supplémentaires contribuent à augmenter la protection contre la rouille et la durabilité globale.

 

Matériau de l’arbre de transmission

 

Dans cet article, j’ai mis l’accent sur le bon fonctionnement de l’arbre de transmission automobile. Si l’arbre de transmission fonctionne mal, les performances du véhicule en souffriront. Imaginez une voiture se déplaçant à grande vitesse et que ses arbres de transmission se cassent. Ce n’est rien de moins qu’un cauchemar désastreux.

 

N’oubliez pas que ces arbres supportent le poids et transmettent la puissance à travers la transmission des voitures. Par conséquent, ils doivent être solides, durables et résistants à l’usure. Les fabricants utilisent les matériaux suivants dans la fabrication des arbres de transmission :

 

• Acier au carbone
• Aciers alliés
• Acier inoxydable
• Fonte
• Alliages d’aluminium
• Matériaux composites

 

En général, les arbres de prix moyen sont fabriqués en acier doux. Cependant, les arbres qui subissent des contraintes extrêmes sont généralement constitués d’acier allié. L’acier allié le plus utilisé dans la fabrication des arbres de transmission est le nickel. Les alliages d’acier les plus utilisés sont le nickel, le nickel-chrome ou l’acier au chrome-vanadium.

 

Applications des arbres de transmission

 

Je suis sûr que vous connaissez l’utilité des arbres de transmission. N’est-ce pas ? Mais dans quelles industries ces arbres sont-ils utilisés ? N’oubliez pas que ces arbres sont utiles pour transmettre la puissance et le mouvement dans divers secteurs. Voici un tableau montrant l’utilisation des arbres de transmission dans plusieurs domaines :

 

Industrie	Utilisation de l’arbre de transmission
Automobile	Transmet la puissance aux roues (arbres de propulsion, de transmission, d’essieu).
Aérospatiale	Transmet le couple dans les moteurs et les trains d’atterrissage.
Marine	Transmet la puissance aux hélices des navires et bateaux.
Machinerie industrielle	Transmet la puissance dans les turbines, convoyeurs et systèmes d’engrenages.
Énergie éolienne	Relie les pales du rotor aux générateurs dans les éoliennes.
Construction	Transmet le couple dans les grues et les machines lourdes.

 

Conclusion

 

Les arbres de transmission sont indispensables pour les véhicules, et leur utilisation dans de nombreuses autres machines est également notable. Le rôle principal de ces arbres est d’aider à transmettre la puissance d’un point spécifique à un autre – j’ai dit point, pas roues. Les gens considèrent que ces arbres ne servent qu’à transférer la puissance aux roues du véhicule. C’est faux, car différentes machines utilisent des arbres à des fins diverses.

 

Dans les automobiles, ils transfèrent la puissance aux roues. D’autre part, ils peuvent transmettre le couple aux trains d’atterrissage des avions. De même, ils aident à transférer la puissance à l’hélice des bateaux. Leur utilisation est très diversifiée, ce qui indique qu’ils sont de la plus haute valeur. Dans cet article, vous apprendrez tout ce qui concerne les arbres de transmission.