Les différentes tailles de couples coniques sur les 4x4 Toyota, et leur résistance.

[olivier80]

4 tailles de couples coniques sur les 4x4 Toyota :

7.5" : à l'avant sur les Runner, sur les Hilux à roues indépendantes. Très fragile. A éviter dans les dunes sérieuses.

8" : à l'arrière sur les Runner, Hilux, KZJ/KDJ, à l’avant sur les HDJ80, HDJ100, HZJ78. Il casse parfois sur les Runner, souvent sur les KZJ. Il casse de temps en temps sur l’avant des 80 et des 100.

9" : à l’avant sur les VDJ200

9.5" : à l’avant et à l’arrière sur les des HJ60/61, BJ70/71. Pratiquement incassable.

9.5" couronne large : à l’arrière sur les HDJ80, HDJ100, HZJ78. Normalement incassable.

Les tailles des couronnes en mm :

7.5" -> 190mm
8" -> 208mm
9" -> 220mm
9.5" -> 240mm

[olivier80]

J'ai intégré ces donnés à la fin de mon document explicatif sur les couples coniques :

https://www.stonerecording.art/2024/08/ ... -hypoides/


Merci de m'indiquer si vous y voyez des erreurs, ou si vous avez mal à la tête avant d'arriver à la fin. Pour l'instant je n'ai eu aucun retour en ce sens.

Les couples coniques hypoïdes Principes de base et notes relatives à leur utilisation sur HDJ80 version 2.1.pdf

[clost]

Franchement, je ne suis pas capable de voir s'il y a des erreurs
Tu as fait un document très très pointus, c'est pas facile à assimiler

[olivier80]

Il faudrait que je fasse une version effervescente....

[clost]

MDR !

[Lyskham]

Bonjour Olivier80,

Super document !
Qui combine les éléments théoriques et pratiques, afin de mieux comprendre ce qui se passe dans la vraie vie.
Une clarification:
Dans la note de Gleason, il est fait référence au déport de l'hypoïde.....mais en degrés (pas en distance d'offset comme sur tes schémas). Tu pourrais préciser sur un même schéma l'angle et la distance ?

Es-tu aussi calé en théorie qu'en pratique pour le réglage des ponts ???
Je galère avec les ponts de ma Datsun 260Z, que personne ne sait assembler correctement.
Alors j'essaie d'apprendre, mais pas simple...
Et prochaine application, le pont avant de mon HDJ80, dont l'huile a manqué singulièrement de remplacement au cours de sa vie.
Mais avant de poser des questions, je vais commencer par lire.....

[olivier80]

Dans la note de Gleason, il est fait référence au déport de l'hypoïde.....mais en degrés (pas en distance d'offset comme sur tes schémas). Tu pourrais préciser sur un même schéma l'angle et la distance ?

Es-tu aussi calé en théorie qu'en pratique pour le réglage des ponts ???

J'avais remarqué que ce décalage était exprimé sous la forme d'un angle dans cette note. Je viens de trouver une autre version de cette note dans laquelle le décalage est en pourcentage du diamètre couronne. Voir ici :

https://www.geartechnology.com/ext/reso ... /rules.pdf

Donc je pense qu'il s'agissait d'une erreur (peut être de ma part lorsque j'ai traduit) car tous les documents sur ce sujet parlent de décalages en mm ou en pourcentage du diamètre de couronne.

A noter, la bible sur les engrenages, "Dudley's Handbook of Practical Gear Design and Manufacture", ne donne pas de détails sur les formules pour les hypoïdes. Les détails des formules sur les hypoïdes semblent être la chasse gardée des logiciels de calcul commerciaux.

Le logiciel de calcul que propose le MIT ne parle pas non plus d'angle pour le décalage du pignon mais bien de mm :

https://www.mitcalc.com/doc/gear7/help/en/gear7.htm

Ici aussi il est question de décalage en mm (attention, mal de tête assuré) :

Gear mathematics for Bevel and Hypoid Gears.pdf

Donc voici la note corrigée :

L'ingénieur en charge des engrenages devrait, dans la mesure du possible, concevoir des engrenages coniques avec un décalage. De petits décalages permettent déjà d'obtenir les avantages souhaités sans les inconvénients potentiels que le décalage hypoïde peut induire. Même un très petit décalage permet d'éviter les piqûres de corrosion le long de la ligne de tangage, comme on les connaît dans les engrenages coniques à spirale. Les inconvénients possibles des décalages hypoïdes, au-delà d'un décalage de 5 % du diamètre de couronne, sont l'utilisation nécessaire d'huiles hypoïdes avec des additifs et le risque de rayures pendant la période de rodage des dentures. Les engrenages hypoïdes dont le déport est supérieur à 20 % présentent un faible rendement et une température de fonctionnement élevée. Le déport hypoïde optimal se situe entre 10 et 15 %. Les engrenages hypoïdes avec un déport optimal sont supérieurs aux engrenages coniques hélicoïdaux en termes de résistance, de fonctionnement silencieux et d'efficacité. Les engrenages hypoïdes ont également les températures de fonctionnement les plus basses par rapport aux autres transmissions angulaires.

Le MIT indique ceci dans les notes de son logiciel de calcul, ce qui confirme que le décalage est bien toujours une longueur en mm et non pas un angle :

Il est recommandé d'utiliser un décalage positif du pignon parce qu'il induit une augmentation du diamètre du pignon, il offre un rapport de contact frontal plus élevé, une meilleure résistance aux piqûres et à la flexion. En général, en raison du glissement longitudinal, le décalage ne doit pas dépasser 25 % du diamètre primitif extérieur de la couronne (diamètre de tête), et pour les applications lourdes, il doit être limité à 12,5 %.

La version 2.21 de mon document sur les hypoïdes avec ces corrections :

Les couples coniques hypoïdes Principes de base et notes relatives à leur utilisation sur HDJ80 version 2.21.pdf

Pour le réglage des ponts je n'ai regardé que quelques vidéos, avec les trois techniques courantes : mesure du couple de précharge, mesure du jeu au comparateur et ressuage (on pulvérise un produit coloré sur les dents).

Pour le ressuage on regarde lors de l'effort quelle partie des dents sont en contact (sur les zones en contact le produit disparait) :

Tooth pattern interpretation.pdf

Weber_Ring_Gear_Contact_Pattern_Interpretation.pdf

Un mécanicien pro spécialisé 4x4 doit être capable de faire cela les yeux fermés.

Un amateur doit pouvoir se débrouiller avec pas mal de lecture, mais pas aussi vite en tout cas

Je n'ai pas vérifié mais je pense que la procédure est décrite dans le manuel de réparation du HDJ80.

Un site et des vidéos qui parlent de cela :

https://www.crawlpedia.com/gear_tooth_pattern.htm

Et prochaine application, le pont avant de mon HDJ80, dont l'huile a manqué singulièrement de remplacement au cours de sa vie.

Commence par faire un test de ressuage. Si les motifs de contact sont très irréguliers, le couple conique est probablement mort.
NB : on peut aussi diagnostiquer des problèmes sur un engrenage avec une analyse de vibrations, notamment une analyse cepstrale (et non pas spectrale), qui est est le résultat du calcul de la transformée de Fourier inverse (IFT) du logarithme du spectre du signal estimé
Cette méthode permet d'étudier les structures périodiques dans les spectres de fréquence. Le cepstre de puissance trouve des applications dans l'analyse de la parole humaine et dans le diagnostique de problèmes sur les systèmes mécaniques.
Tu ne trouveras pas ça chez le mécano du coin, mais en étant attentif et avec une bonne oreille on peut parfois faire aussi bien

Pour ceux que cela intéresserait, voici une note d'application sur le sujet en provenance d'un spécialiste et pionnier de l'analyse audio, Bruel Et Kjaer.

B&K 13-150.pdf

[clost]

[olivier80]

Un autre aspect intéressant est la détérioration des engrenages.

Il existe pas moins de 18 types reconnus de détériorations de la surface des dents, et 3 types de ruptures des dents.

Sachant que plusieurs types de détériorations et ruptures peuvent survenir en même temps, l'analyse d'un engrenage détérioré peut donc être un vrai travail de détective !

La forme des pignons et couronnes, la vitesse, le sens de rotation, le sens de l'effort de couple, les efforts statiques et dynamiques influencent également largement les détériorations.

A noter, la précision d'usinage et la qualité des matériaux et des traitements de surface entre largement en ligne de compte dans la durée de vie des engrenages, en plus des facteurs externes comme la qualité de l'huile, l'absence de contamination, la rigidité et absence de déformation des carters, les réglages de jeu et la précision / l'état / le réglage des couples de roulements à rouleaux coniques.

Donc attention aux pièces de fabricants tierces dont la qualité pourrait être largement inférieure aux pièces d'origine, spécialement sur des engrenages difficiles à appairer avec précision lors de la fabrication comme les hypoïdes présents sur les ponts du HDJ80 à l'arrière et à l'avant.

Ce n'est pas un hasard si certaines couronnes ou pignons ne sont plus disponibles en origine pour certains rapports de transmission comme le 3.72. Relancer une production de qualité en petite série à un prix abordable n'est pas évident.

[Lyskham]

Top toutes ces infos, Olivier !
Je m'occuperai d'ouvrir le pont avant quand j'aurais fini de traiter tous les autres sujets que réclame mon auto.
Et à 300k km, il y a matière......
Donc à ....pas bientôt, je referai surface dès que possible !