Par Tony Oldhand • Mis à jour le 30 août 2022
Les engrenages et les poulies effectuent des travaux mécaniques critiques dans un large éventail d'applications, depuis les transmissions automobiles et les gréements marins jusqu'aux mécanismes de synchronisation précis des horloges mécaniques. Comprendre les propriétés des matériaux requises pour chaque application explique pourquoi seuls certains métaux et bois conviennent à ces composants.
L'acier inoxydable est le matériau de choix pour les poulies, treuils et gréements marins car il résiste à la corrosion même dans les environnements d'eau salée difficiles. Lorsque le mât et le pont d’un voilier sont exposés à une humidité constante, l’acier ordinaire rouille et perd sa résistance, tandis que l’acier inoxydable maintient son intégrité structurelle. Les emplacements typiques pour les poulies en acier inoxydable incluent le haut du mât pour hisser les voiles, les points de fixation inférieurs de la voile et les réas de la chaîne d'ancre.
Dans les applications à forte charge telles que les engrenages de transmission de voiture, l'acier au carbone est préféré. La haute résistance à la traction et la stabilité dimensionnelle de l’acier permettent aux engrenages de transférer plus de 100 ch d’un arbre à l’autre sans déformation ni cisaillement des dents. Les horloges mécaniques, qui fonctionnent comme des transmissions miniatures, utilisent également des engrenages en acier pour maintenir un mouvement précis et à faible contrainte sur plusieurs arbres.
Le laiton offre une résistance suffisante pour les mécanismes à engrenages à faible charge, ce qui le rend populaire dans les horloges et les petits appareils de précision. Bien que plus résistant que l’acier, la bonne usinabilité du laiton et sa résistance à la corrosion le rendent idéal là où les contraintes sont minimes. Le mécanisme d'Anticythère, daté d'environ 80 avant JC, utilisait du bronze, une forme ancienne de laiton, pour ses engrenages, illustrant le rôle de longue date du laiton dans l'ingénierie ancienne.
Avant la fabrication du métal, les poulies en bois étaient courantes sur les premiers voiliers tels que les navires vikings et romains. Aujourd’hui, le bois est largement obsolète pour les engrenages et les poulies, car les métaux offrent une résistance et une durabilité supérieures. Néanmoins, certains amateurs fabriquent encore des horloges à engrenages en bois, valorisant l'esthétique tactile et l'authenticité historique.