Qu'est-ce qu'un arbre de pignon?
Un arbre de pignon est l’élément moteur principal de la plupart des ensembles de trains d’engrenages. L'arbre transfère l'entrée d'un arbre d'entraînement ou d'une manivelle au reste des engrenages pour produire le travail pour lequel le train d'engrenages est conçu. Un arbre de pignon peut transférer ce mouvement d’entraînement à un engrenage linéaire ou à un engrenage conique à angle droit, tel qu’un différentiel de véhicule. Les arbres de pignon et leurs engrenages d'entraînement associés sont généralement des ensembles d'une seule pièce, usinés à partir d'une seule pièce d'acier. Les arbres de pignon peuvent traverser plusieurs paliers de support le long de leurs routes et comporteront généralement un joint de sortie dans les applications impliquant des boîtes d'engrenages remplies d'huile.
La plupart des ensembles de trains d'engrenages transfèrent une entrée mécanique de rotation en une sortie de vitesse ou de couple accru ou diminué. Ils permettent également d'ajuster la direction de l'entrée pour entraîner des éléments à angle droit. La plupart des entraînements d'entrée sont fournis par un arbre de transmission ou un mécanisme à manivelle. Des exemples courants de ces entrées incluent l’arbre d’entraînement et le différentiel d’une automobile et le mécanisme d’entraînement d’un moulinet. Les deux prennent l’entrée de l’arbre d’entraînement ou du pédalier de dévidoir et transmettent le mouvement de rotation à une série d’engrenages via un arbre de pignon. L'arbre de pignon constitue donc le premier étage du train d'engrenages.
Les arbres de pignon sont généralement équipés d’un ou de plusieurs engrenages qui transfèrent l’entrée d’entraînement au reste de l’engrenage. La plupart des arbres et engrenages de pignons sont des pièces d'une seule pièce usinées à partir d'une seule billette d'acier. Cela augmente la résistance de l'arbre et sa capacité résultante à absorber le couple considérable qui lui est appliqué pendant le fonctionnement. Malheureusement, cela signifie généralement qu'un pignon usé ou cassé nécessite le remplacement à la fois du pignon et de l'arbre.
Ces arbres sont généralement assez courts et ne couvrent que l’écart entre l’entrée de la boîte de vitesses et les premières vitesses du train. Dans certaines conceptions de train d'engrenages, l'arbre passera par un roulement ou une bague qui soutient l'arbre et réduit le frottement. Dans les boîtes de vitesses scellées fonctionnant dans un bain d'huile, l'arbre du pignon sera équipé d'un joint d'huile à la sortie de la boîte de vitesses. Les entraînements ouverts plus simples, tels que les ouvre-portes manuels et les manivelles de pompe, présentent des ensembles arbre-pignon apparents reposant sur une lubrification manuelle par points. Dans certains trains d'engrenages, l'ensemble arbre et engrenage de pignon sera fabriqué dans un matériau plus dur que les engrenages qu'il entraîne, car les rapports d'engrenage signifient que les vitesses de contact des engrenages sont plus élevées.