Trains épicycloïdaux
Dans un réducteur planétaire, plusieurs engrenages droits tournent entre un engrenage à denture intérieure et à denture extérieure, selon une trajectoire circulaire concentrique. Par analogie, les engrenages droits tournent autour du pignon solaire comme les planètes autour du soleil. Pour cette raison, les trains épicycloïdaux sont également appelés réducteurs à engrenages planétaires ou réducteurs planétaires. Les principaux composants d'un réducteur planétaire sont au nombre de quatre.
Le carter avec denture intérieure intégrée forme une couronne creuse. Dans la grande majorité des cas, le carter est immobile. Le pignon solaire qui entraîne se trouve au centre de la couronne creuse et est agencé coaxialement à la sortie. Le pignon solaire est habituellement relié à un système de serrage pour établir la liaison mécanique avec l'arbre moteur. En service, les engrenages planétaires en appui sur un porte-planétaires tournent entre le pignon solaire et la couronne creuse. Le porte-planétaires constitue en même temps l'arbre de sortie du réducteur.
Les engrenages planétaires servent uniquement à transmettre le couple nécessaire. Leurs nombres de dents n'ont aucune influence sur la démultiplication du réducteur. De même, le nombre de planétaires peut varier.
Plus le nombre de planétaires est élevé, mieux la charge peut être répartie et avec elle le couple transmissible. En outre, l'augmentation du nombre d'engrènements réduit la puissance de laminage. Vu que la puissance de laminage ne représente qu'une partie de la puissance totale, les réducteurs planétaires offrent un haut rendement. C'est dans cette répartition de la charge que réside l'avantage d'un réducteur planétaire comparé à un simple réducteur à engrenages droits. Les réducteurs planétaires permettent donc, malgré leur compacité, de communiquer des couples élevés avec un haut rendement.
À taille constante de la couronne creuse, on peut obtenir différentes démultiplications en jouant sur le nombre de dents du pignon solaire et de dents des planétaires. Plus le pignon solaire est petit et plus la démultiplication est forte. Techniquement il en résulte, pour un étage planétaire, une plage de démultiplications comprises entre 3:1 et 10:1 vu qu'en dessous et au dessus de cette plage soit les planétaires soit le pignon solaire deviennent très petits. On peut parvenir à des démultiplications plus fortes en montant plusieurs étages planétaires en série dans la même couronne creuse. Dans ce cas, on parle de réducteurs multi-étagés.
Avec les réducteurs à train épicycloïdal, il est possible de superposer les vitesses et les couples d'une part en n'immobilisant pas la couronne creuse et en l'entraînant en plus dans une direction de rotation quelconque. De même, il est possible d'immobiliser l'arbre de sortie pour capter le couple via la couronne creuse. Les réducteurs épicycloïdaux ont acquis une grande importance dans de nombreux domaines des constructions mécaniques.
Ils se sont particulièrement imposés notamment là où doivent être communiqués des puissances et vitesses élevées avec adaptation favorable des rapports de masses inertielles. Avec les réducteurs planétaires, les rapports de démultiplication élevés sont faciles à réaliser. En raison de leurs propriétés positives et de leur architecture compacte, il en résulte de multiples possibilités de mise en œuvre dans les applications industrielles.
Avantages des réducteurs épicycloïdaux :
Agencement coaxial de l'arbre d'entrée et de l'arbre de sortie
Répartition de la charge entre plusieurs planétaires
Haut rendement grâce à une puissance de laminage réduite
Possibilités de démultiplication presque illimitées en combinant plusieurs étages planétaires
Adéquation comme réducteur planétaire à changement de vitesses en retenant telle ou telle pièce du réducteur
Utilisation possible comme réducteur différentiel
Puissance volumique favorable
Adéquation à un vaste éventail d'applications
