Engrenages cycloïdaux ou engrenages à ondes : lequel choisir ?

Ces deux technologies répondent aux exigences les plus élevées en matière de précision, de capacité de couple et de densité de couple, et conviennent donc particulièrement aux applications où une précision maximale est requise. Alors que les réducteurs cycloïdaux, grâce à leur rigidité exceptionnelle, sont spécialisés dans les couples élevés, les réducteurs à arbre sans jeu sont particulièrement à l'aise dans la plage de couple inférieure et sont utilisés partout où des performances élevées sont requises, mais où l'espace disponible est limité.

La taille n'est pas toujours déterminante

La plupart du temps, la taille géométrique est le critère déterminant pour choisir l'une ou l'autre de ces technologies. Il existe toutefois une zone de chevauchement dans laquelle les deux types de réducteurs peuvent être envisagés, à savoir pour des diamètres extérieurs compris entre 100 et 150 mm et/ou des couples compris entre 250 et 450 Nm. Le choix de la technologie la plus adaptée dépend en grande partie des exigences de l'application concernée. Si l'accent est mis sur les couples élevés, les réducteurs de précision de type cycloïdal démontrent leurs atouts. S'il s'agit avant tout d'absence de jeu, les réducteurs à arbre cannelé sont avantageux (développés et produits sur le site d'Ovalo GmbH, à Limburg/Lahn).

Les principales caractéristiques en détail :

Principe de construction

Dans les réducteurs cycloïdaux, la transmission de la force s'effectue par l'intermédiaire de cames et de rouleaux. Dans les réducteurs à arbre, cette fonction est assurée par un composant en acier cylindrique, élastiquement déformable et à denture extérieure, appelé « Flexspline ». Le principe de construction respectif constitue la base des propriétés caractéristiques des deux technologies.

Couple

Nos réducteurs à arbre hélical permettent d'atteindre des couples de 4,5 à 382 Nm. Cette plage de couple est principalement due au Flexspline, en tant qu'élément de transmission élastique, et à la déformation elliptique du palier du générateur d'arbre hélical, car ces deux éléments entraîneraient, en cas de couples très élevés, des contraintes mécaniques nettement plus importantes et donc une durée de vie réduite. Nos réducteurs cycloïdaux couvrent une plage de couple allant jusqu'à 70 000 Nm. Le contact quasi total ainsi que la répartition uniforme des forces à l'intérieur du réducteur garantissent une rigidité élevée et permettent ainsi la transmission de couples très élevés.

Précision / Jeu

La précision d'un réducteur est largement caractérisée par le jeu angulaire (en anglais : backlash) et la perte par hystérésis (en anglais : hysteresis loss). Plus ces valeurs sont faibles, plus le réducteur fonctionne avec précision. Les réducteurs à arbre creux sont absolument sans jeu, le jeu angulaire est donc nul. Nos réducteurs cycloïdaux présentent un jeu réduit, voire quasi nul, avec un jeu angulaire pur de seulement 0,1 à 0,2 arcmin. La perte par hystérésis est de 1 arcmin au maximum pour les deux technologies. À titre de comparaison : les réducteurs planétaires conventionnels à jeu réduit ont généralement un jeu angulaire d'environ 3 arcmin, et les réducteurs planétaires standard peuvent même atteindre ³7 arcmin.

Rigidité au basculement

De par leur conception, les réducteurs cycloïdaux sont nettement plus résistants au basculement que les réducteurs à arbre. Cela constitue un avantage, notamment avec des bras de levier longs, car des moments de basculement élevés s'exercent alors sur le réducteur. Une rigidité au basculement élevée contribue à minimiser les déformations élastiques et à maintenir la précision même sous charge.

Rigidité en torsion

Les réducteurs cycloïdaux présentent une rigidité en torsion plus élevée. Ils sont ainsi plus résistants aux torsions autour de l'axe longitudinal, ce qui réduit les déformations élastiques survenant sous l'effet des contraintes de torsion. Cela a un effet positif sur la précision. Les réducteurs à arbre hélical atteignent également des valeurs élevées, mais sont davantage conçus pour une absence totale de jeu et des dimensions compactes.

Capacité de charge

Pour les charges très élevées, les réducteurs cycloïdaux constituent le premier choix. Avec un couple nominal de 28 000 Nm et un couple dynamique maximal de 70 000 Nm, notre RV-2800N est le plus grand réducteur de précision au monde et est capable de déplacer sans effort des véhicules entiers. Nos tables rotatives sont également conçues pour supporter des charges élevées : ainsi, la RS-900A positionne avec une grande précision des charges axiales pouvant atteindre 9 t.

Capacité de surcharge

Ces deux technologies offrent d’importantes marges de sécurité. Le couple d’arrêt d’urgence peut atteindre 500 % du couple nominal, voire jusqu’à 800 % en option pour les réducteurs cycloïdaux. Cela garantit une grande résistance aux surcharges et renforce la fiabilité, même dans des conditions difficiles.

Encombrement et poids

En termes d'encombrement et de poids, les réducteurs à arbre sont en tête. Ils sont plus compacts et plus légers que les réducteurs de précision de type cycloïdal et conviennent donc particulièrement aux applications où l'espace de montage disponible est limité. Cela les rend particulièrement intéressants pour les petits axes qui exigent une grande précision et une dynamique élevée malgré des dimensions compactes.

Comparaison directe des caractéristiques

Domaines d'application typiques

La dream team de l'automatisation

Presque toutes les applications, machines ou installations comportent des axes de grande et de petite taille. En équipant les axes de grande taille de réducteurs cycloïdaux et les axes de petite taille, au niveau de l’effecteur terminal, de réducteurs à arbre creux, on obtient la meilleure précision possible grâce à l’enchaînement global de tous les axes. Une véritable équipe de rêve de l’automatisation.

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