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L'utilisation du quartz dans une montre à quartz : Comment utiliser le quartz pour générer un mouvement d'aiguille régulier ?
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L'utilisation du quartz dans une montre à quartz : Comment utiliser le quartz pour générer un mouvement d'aiguille régulier ?
Les engrenages servent principalement à transmettre un mouvement circulaire ou de rotation. S'ils sont munis de roues engrenant des sections dentées rectilignes, ils transforment un mouvement rectiligne, alternatif ou non, en mouvement de rotation, et inversement. Plusieurs roues d'engrenage transmettant le mouvement d'un arbre à un autre constituent un équipage ou train d'engrenages.
Dans un engrenage, la roue motrice est celle qui transmet le mouvement, la roue menée est la roue qui le subit ; ces deux roues dentées doivent présenter le même pas, pour permettre une continuité d'engrènement. Si la différence de diamètre entre la roue motrice et la roue menée est grande, la plus petite est appelée pignon.
Le rapport des vitesses de rotation de deux roues est l'inverse du rapport de leur rayon, donc de leur circonférence. La vitesse de rotation de l'arbre mené est donc proportionnelle au nombre de dents de chaque roue. Ainsi, une roue comportant dix dents a une vitesse de rotation double d'une roue à vingt dents qu'elle entraîne. En faisant appel à un train d'engrenages, le rapport entre la vitesse de l'arbre moteur et celle de l'arbre mené peut varier dans de larges proportions.
Les engrenages intérieurs, ou à couronne, sont des variantes de l'engrenage droit, les dents étant taillées sur le pourtour interne d'une couronne ou d'une roue à rebord. En général, les engrenages intérieurs consistent en une couronne qui mène ou est menée par un pignon.
Nous n'utiliserons pas un engrenage à crémaillère car il sert à transformer une rotation en un déplacement rectiligne. Nous n'utiliserons pas non plus un engrenage conique, ni un engrenage à vis sans fin car les arbres sont orthogonaux. On utilisera plutôt un train d'engrenages cylindriques à dents droites car les arbres sont parallèles, en faisant intervenir des roues intermédiaires pour que les aiguilles des secondes, des minutes et des heures effectuent une rotation dans le même sens.
On obtient la vitesse de rotation de la manière suivante :
Vitesse de rotation de la roue motrice * ( nombre de dents de la roue motrice / nombre de dents de la roue menée ) = vitesse de rotation de la roue menée
- 1 roue motrice à 10 dents tournant à 1/2 tour par seconde
- 1 roue menée à 30 dents
1/2 * 10/30 = 1/6 tour par seconde
Le rotor du moteur pas-à-pas tourne donc de 180° chaque seconde soit 1/2 tour par seconde. L'aiguille des secondes doit tourner de 6° par seconde soit 1/60ème de tour par seconde. Le train d'engrenages doit alors diviser la vitesse de rotation par 30.
Le rotor du moteur est denté. Il entraine une roue intermédiaire. L'arbre de la roue intermédiaire est aussi denté et entraine la roue des secondes. La vitesse de rotation a été divisée par 30. Nous ne connaissons pas le nombre de dents de chaque partie dentée.
Le même système est utilisé pour transmettre le mouvement aux aiguilles des minutes et des heures.
La montre à quartz est une des plus répandues dans le monde de par sa facilité de mise en oeuvre, sa grande précision pour une utilisation quotienne et son faible coût de fabrication. Mais celle-ci n'est pas suffisament précise pour la synchronisation des différents systèmes ou en physique. Pour cela, on utilise les horloges atomiques qui possèdent une fréquence beaucoup plus élevée : 9 192 631 770 Hz, donc une précision accrue.