Qu'est-ce que la fréquence de denture de chasse ? Répétition du motif d'engrenage • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et autres rotors. Qu'est-ce que la fréquence de denture de chasse ? Répétition du motif d'engrenage • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et autres rotors.

Qu'est-ce que la fréquence des dents de chasse ? Répétition du motif d'engrenage

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Comprendre la fréquence des dents de chasse

Définition : Qu'est-ce que la fréquence des dents de chasse ?

Fréquence des dents de chasse (HTF, également appelée fréquence de phase d'assemblage ou fréquence du plus grand diviseur commun) est une fréquence basse vibration Composante des paires d'engrenages représentant la vitesse à laquelle les mêmes dents du pignon et de l'engrenage reviennent en contact. Cette fréquence est déterminée par le plus grand commun diviseur (PGCD) du nombre de dents de chaque engrenage et se présente comme une fréquence de modulation créant bandes latérales autour de la fréquence d'engrènement des engrenages (GMF).

La fréquence des dents de chasse est significative sur le plan diagnostique car les vibrations au niveau du HTF indiquent des problèmes avec des dents individuelles spécifiques (comme une dent fissurée, une usure localisée ou une excentricité) plutôt qu'un état général de l'engrenage, ce qui permet de déterminer l'emplacement exact et la nature des défauts de l'engrenage.

Base mathématique

Méthode de calcul

Le HTF est calculé en utilisant le plus grand diviseur commun (PGCD) du nombre de dents :

Formule

  • HTF = PGCD(N₁, N₂) × tr/minpignon / 60
  • Où N₁ = nombre de dents sur le pignon
  • N₂ = nombre de dents de l'engrenage
  • PGCD = plus grand commun diviseur de N₁ et N₂

Exemples

Exemple 1 : Paire de dents de chasse

  • Pignon: 23 dents à 1800 tr/min
  • Engrenage: 67 dents
  • PGCD(23, 67) : 1 (nombres premiers, pas de facteurs communs)
  • HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Hz (identique à la vitesse de l'arbre du pignon)
  • Signification: Chaque dent du pignon s'engrène avec chaque dent d'engrenage avant que le motif ne se répète
  • Résultat: Engrenages de chasse — répartition optimale de l'usure

Exemple 2 : Couple non chasseur

  • Pignon: 20 dents à 1800 tr/min
  • Engrenage: 60 dents
  • PGCD(20, 60) : 20
  • HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
  • Signification: Les mêmes 20 paires de dents s'engrènent à plusieurs reprises
  • Résultat: Usure concentrée sur les mêmes dents

Exemple 3 : Cas intermédiaire

  • Pignon: 18 dents à 3600 tr/min
  • Engrenage: 54 dents
  • PGCD(18, 54) : 18
  • HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Hz
  • Modèle: 18 paires de contacts dentaires différentes se répètent

Ensembles d'équipement de chasse et autres équipements

Conception des dents de chasse (GCD = 1)

Obtenu lorsque les nombres de dents sont relativement premiers (aucun facteur commun) :

  • Avantages :
    • Chaque dent du pignon finit par s'engrèner avec chaque dent d'engrenage
    • Usure répartie uniformément sur toutes les dents
    • Erreurs de fabrication moyennées
    • Durée de vie des engrenages plus longue
    • Préféré pour la plupart des applications
  • Inconvénients :
    • Des défauts dentaires spécifiques créent des vibrations à la vitesse de l'arbre (HTF = vitesse de l'arbre)
    • Peut nécessiter une fabrication plus précise

Conception sans chasse (GCD > 1)

Se produit lorsque les numéros de dents partagent des facteurs communs :

  • Avantages :
    • Sélection simplifiée du nombre de dents
    • Peut autoriser des tailles d'engrenages standard
  • Inconvénients :
    • Les mêmes dents s'engrènent à plusieurs reprises (uniquement les paires uniques GCD)
    • Usure concentrée sur les mêmes paires de dents
    • Erreurs de fabrication sur des dents spécifiques répétées à chaque cycle
    • Durée de vie des engrenages généralement plus courte
    • Généralement évité dans la conception de boîtes de vitesses de qualité

Signature vibratoire

HTF comme espacement des bandes latérales

Le HTF apparaît principalement comme un espacement de bande latérale autour du GMF :

  • Pic central : GMF (fréquence d'engrènement)
  • Bandes latérales : GMF ± HTF, GMF ± 2×HTF, GMF ± 3×HTF
  • Interprétation: Les bandes latérales à l'espacement HTF indiquent des défauts dentaires individuels ou une excentricité
  • Amplitude: L'amplitude de la bande latérale indique la gravité du défaut localisé

Modèles de diagnostic

Dent unique endommagée

  • Bandes latérales fortes à l'espacement HTF autour de GMF
  • HTF = vitesse de l'arbre de l'engrenage avec une dent endommagée
  • Impact une fois par tour d'engrenage défectueux
  • La forme d'onde temporelle montre une impulsion périodique

Excentricité de l'engrenage

  • Bandes latérales HTF dues au faux-rond (montage excentrique)
  • La profondeur d'engagement des dents varie une fois par tour
  • Crée une modulation d'amplitude de GMF
  • Corrigible par remontage ou compensation de faux-rond

Espacement inégal des dents

  • Erreur de fabrication dans l'espacement des dents
  • Crée un motif répétitif au HTF
  • Peut nécessiter le remplacement ou l'acceptation des engrenages s'ils sont dans les tolérances

Diagnostic pratique

Identification des équipements défectueux

Déterminer quel engrenage (pignon ou engrenage principal) présente le défaut :

  1. Calculer les deux vitesses de l'arbre : Vitesse de rotation d'entrée et de sortie
  2. Mesurer l'espacement des bandes latérales : À partir du spectre de vibrations
  3. Comparer: Si l'espacement des bandes latérales = fréquence de l'arbre d'entrée → défaut du pignon
  4. Comparer: Si l'espacement des bandes latérales = fréquence de l'arbre de sortie → défaut d'engrenage
  5. Conclusion : L'espacement des bandes latérales identifie quel arbre (et donc quel engrenage) présente le problème

Évaluation de la gravité

  • Amplitude de la bande latérale : Des amplitudes plus élevées indiquent un défaut localisé plus grave
  • Nombre de bandes latérales : Plus de bandes latérales (ordres plus élevés) indiquent un état pire
  • Forme d'onde temporelle : Une impulsion périodique claire confirme l'impact de chaque dent
  • Comparaison avec GMF : Les bandes latérales > 25% d'amplitude GMF indiquent un défaut significatif

Considérations de conception

Sélection des numéros de dents

Meilleures pratiques pour la conception des engrenages :

  • Utiliser les nombres premiers : Assure un GCD = 1 (conception de dent de chasse)
  • Évitez les facteurs communs : N'utilisez pas de nombres de dents tels que 20:60 (PGCD = 20)
  • Exemples de bonnes paires : 17:51, 19:57, 23:69 (tous PGCD=1)
  • Compromis : Peut limiter légèrement les options de rapport de démultiplication

Lorsque la non-chasse est acceptable

  • Applications à faible charge où l'usure n'est pas critique
  • Ensembles d'engrenages standard où des rapports exacts sont requis
  • Applications à courte durée de vie (répartition de l'usure moins importante)
  • Lorsque les avantages de fabrication l'emportent sur les considérations d'usure

Relation avec les fréquences des autres engins

Hiérarchie des fréquences dans la boîte de vitesses

  • Vitesses de l'arbre : 1× pour l'entrée et la sortie (fréquences les plus basses)
  • HTF: Égal à la vitesse de l'arbre (conception de chasse) ou supérieur (non-chasse)
  • GMF : Nombre de dents × vitesse de l'arbre (fréquence primaire la plus élevée)
  • Harmoniques GMF : 2×GMF, 3×GMF, etc. (à partir de non-linéarités)

Stratégie d'analyse des bandes latérales

  • Bandes latérales à l'espacement de la vitesse de l'arbre → engrenage excentrique ou défaut de dent individuelle
  • Bandes latérales à l'espacement HTF (si HTF ≠ vitesse de l'arbre) → problème de répétition du motif de dents
  • Pas de bandes latérales nettes → usure générale répartie ou bon état des engrenages

La fréquence de rotation des dents, bien qu'un aspect subtil de la dynamique des engrenages, fournit des informations diagnostiques précieuses. Comprendre le calcul de la FHT et reconnaître les bandes latérales de la FHT permet d'identifier précisément l'engrenage défectueux et de déterminer si le problème provient d'une dent endommagée spécifique ou d'une affection plus diffuse, guidant ainsi des interventions de maintenance ciblées lors du dépannage des boîtes de vitesses.

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