La crémaillère est un mécanisme qui transforme un mouvement de rotation en mouvement rectiligne, ou inversement. Elle est constituée d'une barre munie de dents droites qui s'engrènent avec une roue dentée appelée pignon. Ce système permet de déplacer un objet en ligne droite tout en étant entraîné par un mouvement de rotation.

Le fonctionnement d'une crémaillère

Lorsque le pignon tourne, chacune de ses dents pousse celles de la crémaillère. La barre avance ou recule selon le sens de rotation du pignon.

Le fonctionnement peut également être inversé. Si l'on déplace la crémaillère, elle entraîne le pignon en rotation. Cette propriété est utilisée dans de nombreux mécanismes où il faut convertir un type de mouvement en un autre.

Vitesse et force de déplacement

La vitesse de déplacement dépend principalement du diamètre du pignon et de sa vitesse de rotation. Un grand pignon fait avancer la crémaillère davantage à chaque tour, tandis qu'un petit pignon permet un déplacement plus précis.

Les ingénieurs choisissent donc les dimensions du pignon et de la crémaillère en fonction de la vitesse, de la force et de la précision recherchées.

La direction des automobiles

L'une des applications les plus connues est le système de direction à crémaillère des automobiles.

Lorsque le conducteur tourne le volant, un pignon entraîne la crémaillère vers la droite ou vers la gauche. Ce déplacement est transmis aux roues avant, qui changent alors de direction.

Ce mécanisme offre une direction précise, fiable et suffisamment robuste pour supporter les efforts exercés par les roues du véhicule.

D'autres applications

Les crémaillères sont également utilisées dans les portails coulissants, les machines-outils, les robots industriels, les imprimantes, les presses mécaniques et certains ascenseurs.

Dans un portail motorisé, par exemple, le moteur fait tourner un petit pignon qui entraîne une crémaillère fixée sur le portail. Celui-ci s'ouvre ou se ferme alors en se déplaçant en ligne droite.

Les frottements et l'entretien

Comme tous les engrenages, les crémaillères sont soumises aux frottements. Les dents doivent être correctement usinées et régulièrement lubrifiées afin de limiter l'usure, le bruit et les pertes d'énergie.

Un mauvais alignement des dents peut provoquer des vibrations, une usure prématurée ou un blocage du mécanisme.

Les matériaux utilisés

Les crémaillères peuvent être fabriquées en acier, en fonte, en aluminium ou en matériaux composites, selon les efforts qu'elles doivent supporter.

Certaines machines de très haute précision utilisent des crémaillères rectifiées capables de réaliser des déplacements extrêmement précis, par exemple dans les machines d'usinage ou certains robots industriels.