Réduction mécanique avec pignons satellites

[gearbox]

Je suis en train de construire un tombereau de ce type:



(J'y consacre 1 ou 2 heures par semaine, donc ça avance lentement).

Un des problèmes auquel je suis confronté concerne la transmission qui doit être robuste (couple important au niveau des roues).
J'utilise des pneus 94.8 x 44 R Balloon (54120, ceux du 8297).

Le problème, c'est que les axes entrainant les roues encaissent une forte torsion.

J'ai donc décidé de fabriqué une réduction telle qu'on les trouve sur les gros engins de chantier, avec un système de pignons satellites.
Ci-dessous le principe de fonctionnement:

Le pignon central entraîne les pignons satellites qui "s'engrennent" sur une couronne dentée fixe.
La roue reprend le mouvement au niveau des pignons satellites.

Une telle construction est conditionnée par la couronne dentée avec les dents en dedans.

Il y a bien eu cet ancien essai:

Mais les frottements importants entre les deux couronnes de la turntable limitaient la performance.
La taille importante et la configutaion de la turntable ne rendait pas facile l'accouplement avec une roue...

La solution se trouve dans une pièce relativement nouvelle que l'on trouve dans la collection Power Miner:

Désolé pour les puristes des lego technic

Avec les pignons dans cette couronne, ça donne cela:

Deuxième blasphème, j'ai été obligé d'usiner (c'est un bien grand mot, vu la précision) les nombreuses ailettes qui cernaient la couronne (Y a-t-il un topic concernant les modifications de pièces?).
On appellera cette couronne "case" (c'est ainsi qu'on la nomme sur les réductions finales de ce type utilisées sur les bulldozer par exemple - final drive en anglais).

Les pignons (6542) vont alors entraîner la jante que voici:


Et là, les experts auront reconnu la jante 81.6 x 34 ZR (ref 2998) de la supercar 8880.

L'association entre le case et la jante est parfaite.

Avantages de cette réduction:
Nous obtenons ainsi une réduction de 1/4. Avec le même couple développé par la roue, on sollicite 4 fois moins l'axe d'entrée (en terme de torsion)
L'axe travaille principalement en traction en reliant le "case" et la jante. Il travaille beaucoup moins en flexion ou cisaillement.
Le poids de l'engin est repris grâce au pignons satellites qui tourne dans le case.

Inconvénients:
La rotation de la jante sur le "case" génère des frottements (qui restent modérés).
L'intégration du case dans un châssis devient compliqué:

En effet, deux paires de trous opposées (ou l'on voit les pins) se retrouvent écartées non pas de 2 unités, mais d'une longueur bâtarde (Racine carré de 3).
Cela génère ensuite des constructions de ce type:


Voici où en est la partie avant du tombereau (vue de dessous):


Dimensions finales de l'engin (à l'échelle 1/19eme déterminée par le diamètre des roues):
17 cm de large
53 cm de long

A plus.

[Anio]

Il y avait un article là dessus sur TB's.
Mais je ne l'ai pas retrouvé.

[tony_st170]

J'ai retrouvé l'article

TBs TechTips 21 - Planetary gear sets

[Thibaud]

belle mise en pratique de l'article de TBs enfin pour moi c'est une bonne illustration , tu dois avoir une bonne patate sur les roues du coup et surtout tu peux leurs faire supporter un poids plus élevé!
Ceci dit c'est sûr que si tu avais pu éviter le charcutage ça aurait été encore mieux :p

[Nico71]

Sympa comme tout même si je pense que tu abordes le problème dans le mauvais sens.

Techniquement parlant, et dans la réalité c'est une réduction par planétaire dans la roue qu'il faudrait on est d'accord. C'est aussi des moteurs hydrauliques avec transmission hydrostatique qu'il y a dans les moyeux des roues. Mais pratiquement en lego, c'est gros, souvent bâtard et comme tu le dis tu as du usiner les pièces.

Je suis convaincu que y'a moyen de faire autrement.

Si les axes subissent trop de torsion, pourquoi ne pas tout simplement les renforcer ? On peut utiliser le couple = axe joiner - axe de 2 - axle joiner - axe de 2 etc

L'axe ne faisant que 2t, la torsion est limitée, les axes joiners encaissent aussi de la torsion mais sont trés résistants.

Enfin comme en TT, il n'y a aucun problème vis à vis des axes si on donne pas des accoups de propulsion. Les tombereaux ne démarrent aussi jamais à grande vitesse. Les axes ne pourront ainsi pas casser. Ils peuvent néanmoins se tordre si ton moc est trop lourd ou s'il monte une pente trop pentue.

Enfin, si tu veux mettre une réduction, tu peux t'orienter vers le pont portique qui est un bon compromis, réduire de 3 fois la vitesse est une bonne chose déjà , le diff est ainsi protégé et c'est très petit comme système.



Néanmoins c'est une bonne étude je trouve, mais qui semble assez dure à appliquer et assez inabordable

Pour ton problème de Rac(3), il faut juste que tu fixes ton essieu sur 2 trous de la poulie à 6 trous. Et non 4.

Bonne continuation

[Alban42800]

Perso j'adore les trains épicycloïdaux , je n'ai rien contre les pièces non technic et je suis contre les usinages .
Ton montage est sympa, comme souvent dans "De la théorie à la pratique" le montage prend de la place et est difficilement utilisable.
Je le verrai bien avec les énormes roues du 8466, faut juste que je me trouve ces roues Power Miner...
Donc merci pour cet article, très intéressant. D'autant que j'avais loupé celui de TB.

[Thibaud]

Il y a surement moyen d'éviter l'usinage, mais alors le montage sera encore plus gros :p

[zsara]

reference peeron; 64712 Wheel/Cone 8 x 8 - 6 x 6 with Spurs and Inner Gear Teeth.
La piece peut etre visualsé avec SR 3D Builder.

[gearbox]

Techniquement parlant, et dans la réalité c'est une réduction par planétaire dans la roue qu'il faudrait on est d'accord.

Merci à vous pour vos commentaires, c'est toujours appréciable.
Je pensais avoir trouvé l'idée alors qu'elle a été trouvé il y a quelque temps déjà

Nico, si je comprends ce dont tu parles, ce serait les pignons planétaires qui entrainerait la couronne? Je peux t'assurer que sur les réductions finales de bulldozer la grande couronne est fixe (comme sur la vidéo youtube plus haut).

Si tu as des supports, cela m'intéresse.

En ce qui concerne enchainement que tu proposes (joiner axe de 2...), je pense qu'on atteint vites des limites en tension.

Ta proposition de réduction de 1/3 après le différentiel est intéressante mais:
- la largeur du pont actuel ne me permet pas d'ajouter des engrenages supplémentaires.
=> 3 unités pour le différentiel (62821), 2 x 1 unité pour la structure, 2 x 1 unité pour les demi-bushings = 7
- couplé avec la réduction (avec les planétaires) on engendre des frottements qui vont limiter le fonctionnement du différentiel (expérience faite avec cage fixe en actionnant une des deux roues).

Pour ta poulie à 6 trous, je ne vois pas bien ton idée, si tu as un croquis je prends (j'avais également essayé, mais avec le trou cruciforme au centre ça empêche la suite du montage).

edit :

Perso j'adore les trains épicycloïdaux , je n'ai rien contre les pièces non technic et je suis contre les usinages .
[...] Je le verrai bien avec les énormes roues du 8466, [...]

J'avoue que j'aurais bien aimé éviter l'usinage mais la pièce brute est inexploitable:

On voit que le "case" frotte sur le pneu.

De l'autre côté, les ailettes dépassent de 1.5 unité ce qui compliquerait la structure, diminuerait la rigidité...


Je viens d'essayer de mettre les pneus du 8466 sur les jantes de la 8880 => ça ne tient pas. Cette jante est moins large de 1.5 unité (environ).
Côté pile:


Côté obscure de la force:


Je ne cautionnerai pas là un découpage/collage de jante.

Il y aurait une piste en couplant à la jante une autre jante 81.6 x 15 Motorcycle (2903). Je vais d'ailleurs réfléchir à refaire le modèle à cette nouvelle échelle .

Merci pour cette très bonne idée.

EDIT: ERRATUM, la jante 81.6 x 15 Motorcycle (2903) à un diamètre trop important et les entre-axes également.

EDIT :

Il y a surement moyen d'éviter l'usinage, mais alors le montage sera encore plus gros :p

Tout à fait, comme dit précédemment les ailettes dépassent de 1.5 unité et du côté pneus on a une grosse interférence.

[Nico71]

Euh pour l'entrainement, je sais pas si c'est la cage ou le porte satellite qui est fixe en vrai. Les deux reviennent au même pratiquement. Je pencherais pour :
-couronne fixe / aux roues
-porte satellite fixe / au châssis

Pour les axes de 2 avec joiner, je pense que c'est largement suffisant. J'ai vu des TT avec beaucoup plus de couple sur les axes que tu vas en avoir, et aucun axe n'a été tordu. La seule usure et l'usure des axes sur les paliers (poudre de plastique).

Pour le pont portique, je comprends pas bien comment tu peux ne pas avoir la place puisque mon montage fait 2t de large et toi 5t . Le pont portique s'intègre directement dans la jante (de 8297) mais sans ton système.

Pour le fonctionnement du diff, tu as raison mais en réalité il y a bien une réduction par planétaire après le diff, le taux de glissement est de 50% sur les engins de chantier. Donc avec ta réduction de 1/4 ou 1/3 avec le pont portique, ça sera la même chose. Il vaut mieux garder de la place pour un blocage de diff si tu veux emmener ton engin sur sol meuble.

Pour les pneus du 8297 sur jante de 8880, ça a tendance à glisser. Ça serait bête que tu ais un max de couple disponible et que ça fasse glisser la jante dans le pneu. C'est ce qui c'est passé sur un de mes TT et aussi sur un de Sariel.

PS : utilise la fonction EDIT pour ne pas poster plusieurs messages à la suite dans un temps réduit. Particulièrement si tu réponds à des post antérieurs.

[gearbox]

Concernant la réduction de 8/24eme j'avais compris que tu suggérais l'ajouter au train épicycloïdale. Sans cette réduction, je n'aurai pas de plaisir à concevoir l'ensemble.
Qu'appelles-tu taux de glissement?
J'avais envisagé un blocage des différentiels:
- manque de place
- avec 6 roues motrices et les essieux oscillant, j'ose espérer qu'il y aura de l'adhérence.

[Nico71]

Si tu ne met pas de différentiel inter pont, ça devrait passer sans problème.

Pour le taux de glissement de 50% ça veut dire que si le visco-coupleur interne au diff détecte qu'une des deux roues tournent 50% plus vite que l'autre, alors il se bloque et les deux roues sont forcées de tourner à la même vitesse. A 50% de glissement, on estime que ce n'est pas une variation du à un virage mais bel et bien une perte d'adhérence. A titre d'exemple sur un voiture, dans le cas d'un virage très serré, la roue extérieur tourne à 20km/h alors que la roue avant intérieur tourne à 15km/h, ce qui correspond à une variation de 50% ce qui est aussi la limite. A moyenne vitesse les variations ne sont que de quelque km/h ce qui correspond à quelque %.

[GuilliuG]

Un visco-coupleur ça joue un peu le même rôle qu'un diff à glissements limités non?

Sinon, franchement je comprend pas pourquoi tu as besoin d'un tel montage Si tu utilises des ponts portiques il n'y a aucun problème J'ai déjà vu des Mocs beaucoup beaucoup plus lourds que le poids que le tien fera et qui n'avait absolument aucun problème de motricité

Puis, si tu as 6 roues motrices, l'effort est réparti sur les axes ( fin j'sais pas si ça fonctionne aussi simplement que ça )

Sinon très bon montage quand-même, mais, comme les autres, j'apprécie pas trop le charcutage des pièces.

[gearbox]

[...]Sinon, franchement je comprend pas pourquoi tu as besoin d'un tel montage Si tu utilises des ponts portiques il n'y a aucun problème

Sinon très bon montage quand-même, mais, comme les autres, j'apprécie pas trop le charcutage des pièces.

Je tiens à mettre une telle transmission car cela permet un peu de défi, il n'y aurait pas autant de difficulté avec une transmission simple. Cela permet de faire évoluer les conceptions.

Pour le "charcutage" , comme expliqué plus haut, je n'ai pas eu le choix, à moins que quelqu'un ait une solution . Je serai preneur...
Mais comme je ne vois que cette pièce...

[Anio]

Une roue d'Hailfire droid.