Tableau des dimensions des accouplements Oldham : Comment lire les spécifications et choisir en fonction des dimensions

Les catalogues d'accouplements Oldham présentent une multitude de données numériques — diamètres extérieurs, alésages, couples admissibles, tolérances au désalignement, valeurs d'inertie et limites de vitesse — dont la consultation peut s'avérer complexe sans une compréhension claire de la signification de chaque paramètre et de leurs relations. Un accouplement sous-dimensionné pour son application subira une défaillance prématurée ; un accouplement surdimensionné engendrera une inertie et un coût inutiles. La lecture attentive du tableau des dimensions est essentielle à la réussite du processus de sélection.

Cet article explique chaque dimension et paramètre figurant dans un tableau de dimensionnement standard des accouplements Oldham, décrit leurs interrelations et présente un exemple de sélection pratique du début à la fin.

Dimensions clés sur un dessin d'accouplement Oldham

OD — Diamètre extérieur : Le diamètre extérieur maximal de l'accouplement, mesuré au niveau du corps du moyeu, détermine si celui-ci s'insère dans l'espace radial disponible autour de l'arbre. Dans les installations exiguës (à l'intérieur des carters de machines, entre des composants adjacents ou près des épaulements d'arbre), vérifiez que le diamètre extérieur, majoré d'une marge de jeu, s'insère bien dans l'espace disponible avant de procéder à la sélection.

L — Longueur totale : La longueur axiale totale de l'accouplement assemblé, mesurée d'une face de moyeu à l'autre, le disque étant en place dans sa position axiale nominale, détermine l'espace axial requis entre le moteur et la machine entraînée. Il convient de prévoir un jeu suffisant pour la longueur de l'accouplement, augmenté du jeu axial éventuel dû à la dilatation thermique de l'arbre moteur.

LH — Longueur du moyeu : La longueur axiale de chaque moyeu détermine sa profondeur d'engagement dans l'arbre. À diamètre extérieur égal, les moyeux plus longs offrent une surface de serrage plus importante et, généralement, un couple de glissement plus élevé. La longueur axiale détermine également la longueur d'engagement minimale de l'arbre : celui-ci doit pénétrer suffisamment profondément dans le moyeu pour que la fixation du moyeu puisse se fixer dans la zone de serrage prévue.

D — Diamètre d'alésage : Le diamètre intérieur de l'alésage du moyeu doit correspondre au diamètre de l'arbre. La plupart des tableaux de dimensions indiquent la plage d'alésage disponible pour chaque taille d'accouplement : l'alésage minimal et maximal pouvant être usiné dans le corps de moyeu standard sans compromettre l'épaisseur de paroi ni la capacité de serrage. Si les deux arbres ont le même diamètre, un seul alésage convient aux deux moyeux. Si les arbres ont des diamètres différents (cas fréquent dans les liaisons moteur-vis à billes), spécifiez séparément l'alésage menant et l'alésage mené.

Diamètre extérieur du disque / Épaisseur du disque : Certaines fiches techniques indiquent séparément les dimensions du disque central. Le diamètre extérieur du disque détermine la longueur maximale de la rainure dans le moyeu et, par conséquent, le décalage latéral maximal admissible par l'accouplement. L'épaisseur du disque détermine le jeu axial disponible entre les faces du moyeu.

Paramètres de performance dans le tableau des tailles

Couple nominal (T_N) : Le couple continu que l'accouplement peut transmettre dans les conditions de désalignement et de vitesse de référence. Il s'agit du principal paramètre de performance et du point de départ du dimensionnement basé sur le couple. Important : il s'agit du couple continu, et non du couple de pointe. La capacité de couple de pointe est généralement 2 à 3 fois supérieure au couple continu pour les charges de courte durée.

Décalage latéral maximal (ΔKr) : The maximum permissible lateral displacement between the two shaft axes. As discussed throughout this site, this is the maximum possible value — for long service life, operate at 50 percent or less of this value. The symbol ΔKr appears in European and ISO-aligned catalogues; North American catalogues may use terms like “parallel misalignment” or simply “lateral offset.”

Désalignement angulaire maximal (ΔKw) : L'écart angulaire maximal entre les axes des arbres, exprimé en degrés. Pour les accouplements Oldham, cette valeur est généralement de 0,5 à 1,0 degré pour toutes les tailles ; elle n'augmente pas significativement avec la taille de l'accouplement, contrairement à la capacité de décalage latéral.

Déplacement axial maximal (ΔKa) : Déplacement axial maximal qu'un arbre peut effectuer par rapport à l'autre sans que le disque n'entre en contact avec la face du moyeu. Généralement de 0,5 à 2,0 mm selon la taille de l'accouplement.

Vitesse maximale (n_max) : La vitesse de rotation maximale dans les conditions de désalignement de référence et à température ambiante. Comme indiqué dans l'article sur la vitesse, cette valeur diminue à mesure que le désalignement de fonctionnement augmente ; consultez le tableau combiné vitesse-désalignement lorsque le fonctionnement dépasse simultanément 50 % des valeurs nominales de vitesse et de désalignement.

Moment d'inertie de masse (J) : L'inertie de rotation de l'ensemble d'accouplement complet (moyeux et disque), exprimée en g·cm² ou kg·m², doit être prise en compte dans le calcul de l'inertie totale réfléchie pour le dimensionnement du servomoteur. La valeur indiquée dans le catalogue correspond aux matériaux standard des moyeux et des disques au diamètre nominal ; l'inertie réelle varie légèrement en fonction du diamètre d'alésage (l'enlèvement de matière du moyeu réduit l'inertie) et du matériau du moyeu (aluminium ou acier inoxydable).

Rigidité torsionnelle (C_T) : The angular stiffness of the coupling under torsional load, in N·m/degree or N·m/rad. Higher torsional stiffness means less angular deflection per unit torque. For servo applications, torsional stiffness affects the drive system’s resonant frequency — higher stiffness raises the resonance, allowing higher servo bandwidth.

Tableau des tailles représentatif

Values shown are representative for standard aluminium-hub, acetal-disc Oldham couplings at 0.2 mm lateral offset and 25°C ambient. Always verify against the specific manufacturer’s datasheet for the coupling being selected.

Exemple de sélection résolu

Application: Servomoteur entraînant une vis à billes sur un axe de fraiseuse CNC. Couple nominal du moteur : 4,0 N·m, couple maximal : 12,0 N·m. Diamètre de l’arbre moteur : 10 mm, diamètre de l’arbre de la vis à billes : 12 mm. Vitesse de rotation : 2 500 tr/min. Décalage latéral mesuré : 0,25 mm. Désalignement angulaire corrigé à moins de 0,3°. Environnement intérieur standard, température ambiante de 25 °C.

Étape 1 — Couple de conception : Couple de pointe 12,0 N·m × facteur de service 2,0 (servo avec inversions) = 24,0 N·m couple de conception.

Étape 2 — Diamètres d'alésage : Il vous faut un alésage menant de 10 mm et un alésage mené de 12 mm. Consultez le tableau des tailles pour trouver les raccords compatibles avec ces dimensions.

Étape 3 — Vérification du couple : Le diamètre extérieur de 40 mm est conçu pour un couple continu de 15,0 N·m. Le couple nominal est de 24,0 N·m, ce qui dépasse la limite du diamètre de 40 mm. Il est recommandé d'utiliser un diamètre extérieur de 50 mm, conçu pour un couple continu de 30,0 N·m. Le couple nominal de 24,0 N·m est inférieur à cette limite. Le diamètre de 50 mm accepte des alésages jusqu'à 25 mm ; les diamètres de 10 mm et 12 mm sont donc compatibles. Il est donc conseillé d'utiliser un diamètre extérieur de 50 mm.

Étape 4 — Vérification de la vitesse : Diamètre nominal de 50 mm : 3 500 tr/min avec un décalage de 0,2 mm. Fonctionnement à 2 500 tr/min avec un décalage de 0,25 mm. Le décalage étant légèrement supérieur à la valeur de référence, la limite de vitesse effective est légèrement inférieure (environ 3 200 tr/min avec un décalage de 0,25 mm). La vitesse de fonctionnement de 2 500 tr/min reste largement dans cette plage. Acceptable.

Étape 5 — Vérification du désalignement : Disque de 50 mm conçu pour un décalage maximal de 0,90 mm. Fonctionnant à 0,25 mm (28 % du maximum), ce résultat est excellent, bien en deçà de la limite de fonctionnement recommandée de 50 %. Longue durée de vie du disque prévue.

Étape 6 — Vérification de l'inertie : L'inertie de l'accouplement de 50 mm est de 22,0 g·cm². L'inertie du rotor du moteur (typique pour un servomoteur de 4 N·m) est d'environ 180 g·cm². L'inertie de l'accouplement représente 12,2 % de l'inertie du rotor, légèrement supérieure à la valeur de référence de 10 %, mais acceptable pour un axe CNC à bande passante standard. Si le réglage du servomoteur s'avère difficile, envisagez un accouplement de 40 mm avec un disque en matériau plus résistant afin de réduire l'inertie.

Résultat: Accouplement Oldham de 50 mm de diamètre extérieur, moyeux à serrage par bride, alésage menant de 10 mm, alésage mené de 12 mm, disque en acétal standard, moyeux en aluminium. Tous les paramètres sont conformes aux spécifications, avec des marges confortables.

Conclusion

Reading an Oldham coupling size chart correctly means engaging with every parameter, not just bore and torque rating. OD and length determine physical fit. Bore range determines shaft compatibility. Rated torque combined with service factor determines the minimum acceptable size. Speed rating, misalignment capacity, and inertia verify that the selected size meets the application’s operational requirements. Working through each parameter systematically — as demonstrated in the selection example — produces a specification that delivers reliable, long-service-life performance. Skipping any parameter risks selecting a coupling that is physically correct but operationally mismatched.

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