Arbre (mécanique)
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En mécanique, un arbre est un organe de machines ayant pour but de transmettre une puissance mécanique, généralement sous forme d'un couple et d'un mouvement de rotation. La forme cylindrique de cet organe est à l'origine de son nom.
Les arbres de machines sont généralement issus de bruts forgés puis usinés par tournage. L'extrusion est également un mode d'obtention courant pour ce type de pièce. Ils sont très rarement issus de bruts moulés, pour des raisons de résistance mécanique.
L'arbre supporte généralement des engrenages, poulies, volants, manivelles, pignons de chaînes ou autres éléments qui transmettent une position angulaire ou une puissance. Il est donc l'un des éléments mécanique le plus fréquemment utilisé.
Selon sa géométrie et ses fonctions, un arbre peut être porter différentes qualifications telles que :
- arbre de transmission, s'il transmet une puissance d'un moteur à une machine ou à un élément de machine;
- arbre de renvoi, s'il distribue un mouvement de rotation entre différents éléments;
S'il ne tourne pas, un arbre prend le nom d'axe, d'essieu, de tirant, de barre, de barre de torsion, ...
La contrainte de torsion est la sollicitation principale auquel est soumis un arbre. Ce type de sollicitation implique que les contraintes maximales soient à la surface de la pièce. La qualité de cette surface (rugosité) est donc un paramètre essentiel pour la tenue d'un arbre.
Suivant le rôle qui lui est dévolu, l'arbre peut être également soumis à des contraintes de flexion (comme l'arbre à cames) et de charge axiale. Dans ces cas, les efforts mécaniques au sein de la matière sont souvent variables, à la manière d'une sinusoïde. Cela implique alors une résistance nécessaire à la fatigue.
