La plus grande différence entre un pignon et un engrenage réside dans la façon dont chacun fonctionne au niveau fonctionnel. Les deux ont tendance à être des roues rainurées utilisées dans les machines, et leur apparence de base est souvent très similaire – mais leur fonctionnement et ce qu’ils font exactement ont tendance à être très différents. En général, un engrenage est une roue dentée conçue pour s’engrèner avec d’autres engrenages et leur transmettre un mouvement, ce qui peut à son tour provoquer un mouvement ailleurs. Un pignon, à l’inverse, est une roue dentée conçue pour engager et déplacer directement un élément flexible en retrait ou perforé, comme une chaîne ou une courroie. Les applications de chacun sont donc différentes. Les pignons sont plus courants lorsqu’une courroie ou une chaîne en mouvement est contenue, comme c’est généralement le cas dans les vélos, les bandes transporteuses et les bobines de projection de films. Les engrenages sont généralement préférables dans tous les autres scénarios, voitures et machines lourdes incluses. Non seulement les engrenages sont plus universellement utiles, mais ils sont également moins susceptibles de nécessiter des réparations ou des réaménagements.
Fonctionnalité de base
Les pignons et les engrenages sont tous deux utilisés pour transmettre de la puissance dans les machines ou pour déplacer des objets en s’imbriquant avec eux. Cependant, un pignon interagit généralement directement avec une partie de la machine en question, alors que les engrenages peuvent d’abord se pousser les uns contre les autres, puis utilisent ce mouvement collectif pour influencer un processus mécanique plus important. Une autre façon d’exprimer cela est que les pignons doivent fonctionner indépendamment, mais les engrenages peuvent utiliser des réseaux pour renforcer la force et la précision. La différence est généralement plus visible en regardant de près les rainures ou les dents de chacun.
Dans le cas d’un pignon, les dents sont construites pour s’adapter précisément dans les perforations ou les fentes des éléments que l’outil est conçu pour déplacer. Les possibilités de variations de conception ont donc tendance à être quelque peu limitées. Les engrenages, quant à eux, s’engrènent directement les uns avec les autres et se prêtent ainsi à une grande variété d’applications. Par exemple, les dents d’un engrenage peuvent se trouver à l’extérieur de la roue ou sur la circonférence intérieure ; un autre type, appelé engrenage à vis sans fin, n’est pas du tout une roue mais une tige filetée.
Impact des dommages
Une autre différence importante entre un pignon et un engrenage est ce qui se passe si l’un ou l’autre est endommagé. Les deux pignons qui portent une chaîne de vélo, par exemple, guident également la chaîne en ligne droite, et si une seule dent sur l’un des pignons se brise, le risque que la chaîne soit éjectée augmente. Une chaîne cassée mettra généralement tout le vélo hors d’usage. Si une dent casse un engrenage, en revanche, en supposant que la dent cassée tombe des travaux de la machine, il est peu probable que la machine elle-même tombe en panne, même si son efficacité peut être réduite. Dans la plupart des cas, la charge de l’engrenage endommagé peut passer à une autre sans causer beaucoup de contrainte.
Utilisations courantes des pignons
Outre les vélos, les pignons sont également couramment présents sur les véhicules à chenilles comme les chars et les bulldozers, ainsi que dans les caméras et les projecteurs de films. Dans chacun, la rotation du pignon déplace un dispositif flexible, comme une chaîne, une courroie ou une bande de film photographique. Dans les cas où le dispositif flexible est une boucle continue, comme dans les vélos et les véhicules à chenilles, les nombreux segments qui composent la boucle la rendent plus vulnérable à l’usure. Dans certains cas, cela nécessite plus d’entretien et signifie également que les pignons sont généralement placés à l’extérieur des appareils, ou au moins derrière des panneaux relativement faciles d’accès.
Situations où les engrenages sont les meilleurs
Les engrenages se trouvent dans le fonctionnement interne de nombreuses, voire de la plupart des machines. Ils font partie intégrante des moteurs automobiles, par exemple, où ils transmettent la puissance du moteur aux roues motrices. Certains agencements d’engrenages, comme les entraînements à vis sans fin, peuvent limiter la transmission de puissance à une seule direction sans aucun dispositif supplémentaire comme des freins. Les engrenages fabriqués avec précision font également fonctionner de nombreuses horloges et montres.
Les différences fonctionnelles entre un pignon et un engrenage combinées à la supériorité générale de l’engrenage sur le pignon conduisent généralement les concepteurs à choisir des engrenages quand ils le peuvent. Un exemple couramment cité est celui des voitures et des camions à propulsion arrière, qui utilisent un arbre de transmission rigide pour transmettre la puissance du moteur aux roues motrices. Les transmissions par chaîne de type vélo étaient populaires auprès de certains des premiers véhicules automobiles, mais leur popularité a diminué avec le temps; la dernière voiture à chaîne a été fabriquée dans les années 1960.