The purpose of this work is to determine the spur gear mesh stiffness and the stress state at the level of the tooth foot. This mesh stiffness is derived from the calculation of the normal tooth displacements: local displacement where the load is applied, tooth bending displacement and body displacement [15]. The contribution of this work consists in, basing on previous works, developing optimal finite elements model in time calculation and results precision. This model permits the calculation of time varying mesh stiffness and the evaluation of stress state at the tooth foot. For these reasons a specific Fortran program was developed. It permit firstly, to obtain the gear geometric parameters (base radii, outside diameter,…) and to generate the data base of the finite element meshing of a tooth or a gear. This program is interfaced with the COSMOS/M finite element software to predict the stress and strain state and calculate the mesh stiffness of a gear system. It is noted that the mesh stiffness is periodic and its period is equal to the mesh period.
MODÉ LISATION BIDIMENSIONNELLE PAR É LÉ MENTS FINIS D'UN ENGRENAGE DROIT : É TUDE DE LA RAIDEUR D'ENGRENEMENT ET DES CONTRAINTES AU PIED DE DENTRÉ SUMÉ L'objectif de ce travail consiste à déterminer la raideur d'engrènement d'un engrenage droit parallèle et étudier les contraintes au pied de dent. Cette raideur d'engrènement se déduit à partir des déplacements normaux de la dent : déplacement local au niveau de la position de la charge, déplacement de flexion de la dent et déplacement dû aux déformations du corps d'engrenages [15]. La contribution de cet article consiste, en se basant sur les travaux existants, à élaborer un modèle d'éléments finis optimal en temps de calcul et de précision de résultats permettant à la fois de calculer l'évolution temporelle de la raideur d'engrènement et d'évaluer les contraintes au pied de dent. Pour cela un programme spécifique en Fortran a été développé. Il permet de calculer les caractéristiques géométriques d'une roue dentée (rayon de base, diamètre extérieur, pas de base apparent etc.) et générer la base de données du maillage élément finis d'une dent ou d'une roue dentée. Ce programme est interfacé avec le logiciel élément finis COSMOS/M pour déterminer l'état de déformation et de contrainte et calculer la raideur d'un couple de dents en prise qui permet par la suite de déterminer la raideur d'engrènement instantanée. Cette raideur est périodique sous forme de créneau de période égale à la période d'engrènement.