Qu'est-ce qu'un réducteur?
Un réducteur est un mécanisme par lequel la sortie d'énergie d'un moteur ou d'un moteur à grande vitesse est réorientée pour faire tourner un autre composant mécanique à une vitesse de rotation inférieure et à un couple plus élevé. Les réducteurs d'engrenage sont des dispositifs pouvant prendre plusieurs formes. Ils sont également appelés boîtes de vitesses ou systèmes de changement de vitesse et sont de simples transmissions. Les réducteurs à engrenages offrent également une sécurité mécanique en réduisant la vitesse des équipements en rotation. Dans sa forme la plus simple, la réduction de vitesse s'effectue dans des rapports prédéfinis liés à une valeur caractéristique des composants d'entrée et de sortie.
L'automobile présente un exemple courant de réduction de vitesse. Les moteurs à combustion interne doivent fonctionner à haute vitesse pour maintenir une production d'énergie régulière. Lorsque le véhicule est arrêté, ralentit ou roule lentement, la vitesse du moteur, si elle est appliquée directement aux roues, ferait tourner les roues ou entraînerait une accélération de la voiture, voire une perte de contrôle de la direction. En utilisant un réducteur, l’énergie peut être utilisée pour vaincre l’inertie du véhicule à l’arrêt, diminuer l’impulsion d’un véhicule en ralentissement ou permettre de remorquer des charges plus lourdes, mais à une vitesse inférieure.
Un réducteur accomplit la transformation d'énergie en modifiant le rapport de rotation de deux pièces mobiles. Dans une montre, des engrenages de tailles différentes se touchent directement selon des rapports fixes pour modifier le taux de mouvement entre l’arbre rotatif central et les différentes aiguilles de l’horloge. En bicyclette, un levier pousse une chaîne entre des pignons de différentes tailles. Dans un guindeau ou un treuil, une courroie commute entre des poulies de différents diamètres pour contrôler la vitesse à laquelle une charge est soulevée à mesure que celle-ci gagne en vitesse. Les rapports d'engrenage sont calculés à partir des rapports du nombre de dents de chaque engrenage, du diamètre des pignons ou du diamètre des poulies.
Un réducteur plus avancé peut être obtenu en permettant à l’une ou aux deux dimensions mécaniques de varier sans changer d’engrenage. Au lieu d'un cylindre servant de poulie si une forme conique est utilisée, la courroie peut monter ou descendre du cône, ce qui modifie le diamètre et donc le rapport de transmission de façon continue tout au long de son déplacement. Ce type de commande de vitesse s'appelle une transmission à variation continue (CVT). Les véhicules plus petits et moins coûteux, tels que les karts à pédales, ou les véhicules ne nécessitant qu'une petite plage de vitesses, tels que les tracteurs agricoles, peuvent tirer parti de la simplicité d'une CVT.
Dans une transmission à variation continue (IVT), une CVT est combinée à un système à engrenages épicycloïdaux. Ce système, également appelé système à engrenages planétaires, comprend un engrenage central appelé soleil qui engrène avec deux ou plusieurs engrenages qui tournent autour de lui, appelés planètes. Les engrenages planétaires engrènent à leur tour avec les dents tournées vers l'intérieur d'un grand anneau d'engrenage appelé anneau.
Le soleil ou l'anneau est maintenu fixe. Les arbres d’entrée et de sortie peuvent être n’importe laquelle des trois positions. Un taille-crayon est un réducteur planétaire biseauté. Dans les équipements de construction lourds, les systèmes à engrenages planétaires sont utilisés pour fournir le couple élevé nécessaire au déplacement de ces machines.