Du point de vue de l'ingénierie mécanique, faire fonctionner une courroie dentée sur un galet lisse du côté de la dent est géométriquement sous-optimal. Bien que les effets ne soient pas toujours immédiatement visibles dans les applications à faible charge des imprimantes 3D, les mécanismes sous-jacents sont bien compris.

Diamètre primitif effectif et géométrie de la courroie

Lorsqu'une courroie dentée s'enroule autour d'une poulie lisse du côté de la dent, les dents de la courroie ne peuvent pas s'engrener correctement. Au lieu de cela, chaque dent est forcée de se déformer lorsqu'elle passe sur la surface de la poulie. Cette déformation est à l'origine de

• Micro-lifting et repositionnement de chaque dent
• Variation du diamètre effectif du pas
• Léger allongement de la trajectoire effective de la courroie
• Augmentation des vibrations locales
• Usure accélérée des flancs de dents

Il ne s'agit pas d'un phénomène de glissement. La courroie ne glisse pas - elle adapte continuellement sa géométrie à une surface qui ne correspond pas à son profil. Au fil du temps, cette déformation répétée augmente les contraintes mécaniques au niveau des cordes de traction et de la structure des dents.

Les pignons dentés maintiennent une géométrie de pas correcte

Un pignon denté qui correspond au profil de la courroie (par exemple, 2GT / GT2 / GT3) préserve l'engagement du pas prévu. La courroie s'engrène proprement dans les gorges de la poulie, ce qui permet de maintenir :

• Diamètre à pas constant
• Pas de déformation forcée des dents
• Réduction des contraintes cycliques
• Amélioration de la cohérence des positions

A condition que :

• Le profil correct de la courroie est utilisé
• Les spécifications minimales concernant le nombre de dents de la poulie et le rayon de courbure sont respectées.

le système fonctionne selon les paramètres mécaniques définis par le fabricant.

Pourquoi le problème passe souvent inaperçu dans les imprimantes 3D

Dans les imprimantes 3D de bureau typiques :

• La vitesse de la bande est modérée
• Les charges mécaniques sont relativement faibles
• Les cycles de travail sont intermittents

Dans ces conditions, les effets négatifs peuvent ne pas se manifester immédiatement par une défaillance. Toutefois, l'absence de problèmes visibles ne signifie pas que la conception mécanique est optimale. Cela signifie simplement que l'application fonctionne bien en dessous du seuil de défaillance.

Les spécifications du fabricant de Gates

Gates a publié un PDF détaillé qui répertorie tout ce qui concerne les ceintures :
https://www.gates.com/content/dam/documents-library/catalogs/light-power-and-precision-manual.pdf

Recommandations du fabricant concernant la taille des pignons

La page 68 traite des dimensions recommandées pour les rouleaux et les poulies.

L'image ci-dessus résume les directives des fabricants concernant le dimensionnement des galets de courroie de distribution. Elle distingue trois configurations :

• Pignon intérieur (poulie dentée du côté de la dent)
• Pignon arrière (poulie lisse à l'arrière de la courroie)
• Pignon plat intérieur (poulie lisse du côté de la dent)

Pour Courroies 2MGT / 2GT, Les principales recommandations sont les suivantes :

• Minimum pignon intérieur denté : 12 dents
• Minimum pignon lisse à l'arrière : 0,50″ diamètre extérieur (12,7 mm)
• Minimum pignon plat intérieur : 1.00″ diamètre extérieur (25.4 mm)

La distinction essentielle est entre le contact denté et le contact lisse du côté de la dent de la courroie.

Un rouleau intérieur denté est autorisé pour des tailles relativement petites (minimum 12 rainures), car les dents de la courroie s'engrènent correctement dans le profil de la poulie et maintiennent une géométrie de pas constante.

Un pignon lisse du côté de la dent, En revanche, le diamètre de la roue à aubes de l'AMA nécessite un diamètre nettement plus important. La directive précise que son diamètre extérieur doit être équivalent au diamètre primitif d'un pignon à 40 gorges du même pas. Pour le 2MGT, cela correspond à environ 25,4 mm.

Cette recommandation s'explique par le fait qu'un contact lisse du côté de la dent oblige les dents de la courroie à se déformer lorsqu'elles passent sur la poulie, ce qui risque d'augmenter l'usure et le bruit. Des diamètres plus importants réduisent les contraintes de flexion et la déformation des dents.

Les rouleaux arrière suivent un ensemble de règles différent, car le dos de la courroie est plat et ne dépend pas de la géométrie d'engrènement.

Ces spécifications sont basées sur le comportement à la fatigue, la distribution des contraintes sur la corde et les considérations de durabilité à long terme de la courroie - et non sur une défaillance fonctionnelle immédiate.

Implications pratiques pour le Prusa XL

Utilisation de rouleaux dentés du côté de la dent :

• Préserve la géométrie correcte de la courroie
• Réduction de l'usure à long terme
• Minimise l'excitation micro-vibrationnelle
• Aligne le système sur les principes établis de conception des courroies de distribution

Les rouleaux lisses du côté de la dent fonctionnent dans la pratique - mais ils représentent un compromis plutôt qu'une solution mécanique idéale.

Pour un système de mouvement de précision comme le Prusa XL, le maintien d'un engrènement correct des courroies est l'approche techniquement la plus propre.

Download “Prusa XL modifié Chariot en Y gauche et droit pour poulies dentées avec largeur 10mm (pour nouveaux joints toriques / rondelles)” on Printables

Colonne	Signification	2MGT Minimum	Prusa XL (20T)
Pignon intérieur (denté)	Pignon denté du côté de la dent	12 dents	✔ Supérieure aux spécifications (20T)
Pignon arrière	Rouleau lisse sur le dos de la courroie	0,50″ (12,7 mm) D.E.	✔ Probablement conforme
Pignon plat intérieur	Pignon lisse du côté de la dent	1.00″ (25.4 mm) O.D.	❌ Uniquement pertinent si l'on utilise une lame lisse... C'est pourquoi il faut utiliser une lame dentée !