Un réducteur de vitesse est un mécanisme par lequel la sortie d’énergie d’un moteur ou d’un moteur à grande vitesse est redirigée pour faire tourner un autre composant mécanique à une vitesse de rotation inférieure et à un couple plus élevé. Les réducteurs de vitesse sont des dispositifs qui peuvent prendre plusieurs formes. Ils sont également appelés boîtes de vitesses ou leviers de vitesses et sont de simples transmissions. Les réducteurs offrent également une sécurité mécanique en réduisant la vitesse des équipements en rotation. Dans sa forme la plus simple, la réduction des engrenages a lieu dans des rapports définis qui sont liés à une valeur caractéristique des composants de l’engrenage d’entrée et de sortie.
L’automobile présente un exemple courant de démultiplication. Les moteurs à combustion interne doivent fonctionner à des vitesses élevées pour maintenir une production d’énergie régulière. Lorsque le véhicule est arrêté, ralenti ou roule lentement, la vitesse du moteur, si elle est directement appliquée aux roues, ferait patiner les roues ou la voiture gagnerait de la vitesse ou même entraînerait la perte de contrôle de la direction. Grâce à l’utilisation d’un réducteur, l’énergie peut être utilisée pour vaincre l’inertie du véhicule à l’arrêt, diminuer l’élan d’un véhicule qui ralentit ou permettre le remorquage de charges plus lourdes mais à une vitesse inférieure.
Un réducteur accomplit la transformation de l’énergie en changeant le rapport de rotation de deux pièces mobiles. Dans une montre, des engrenages de différentes tailles entrent directement en contact les uns avec les autres dans des rapports fixes pour modifier la vitesse de mouvement entre l’arbre de rotation central et les différentes aiguilles de l’horloge. Dans un vélo, un levier pousse une chaîne entre des pignons de différentes tailles. Dans un guindeau ou un treuil, une courroie bascule entre des poulies de différents diamètres pour contrôler la vitesse à laquelle une charge est soulevée à mesure qu’elle prend de l’élan. Les rapports de démultiplication sont calculés à partir des rapports du nombre de dents de chaque engrenage, du diamètre des pignons ou du diamètre des poulies.
Un réducteur de vitesse plus avancé peut être obtenu en permettant à l’une ou aux deux dimensions mécaniques de varier sans réellement changer de vitesse. Au lieu d’un cylindre comme poulie si une forme conique est utilisée, la courroie peut se déplacer vers le haut ou vers le bas du cône, changeant le diamètre et donc le rapport de transmission en continu au fur et à mesure qu’elle se déplace. Ce type de commande de vitesse est appelé une transmission à variation continue (CVT). Des véhicules plus petits et moins chers, tels que des karts à pédales, ou des véhicules ne nécessitant qu’une petite plage de vitesses, tels que des tracteurs agricoles, peuvent profiter de la simplicité d’une CVT.
Dans une transmission à variation continue (IVT), une CVT est associée à un système d’engrenage épicycloïdal. Ce système, également connu sous le nom de système d’engrenage planétaire, comprend un engrenage central, appelé soleil, qui engrène avec deux ou plusieurs engrenages qui tournent autour de lui, appelés planètes. Les engrenages planétaires engrènent à leur tour avec les dents tournées vers l’intérieur d’un grand anneau d’engrenage appelé l’anneau.
Soit le soleil, soit l’anneau est maintenu fixe. Les arbres d’entrée et de sortie peuvent être dans n’importe laquelle des trois positions. Un taille-crayon est un réducteur à engrenage planétaire biseauté. Dans les équipements de construction lourde, les systèmes d’engrenages planétaires sont utilisés pour fournir le couple élevé nécessaire pour déplacer ces machines.