Couple à partir de la force et du bras de levier
Le couple est l’effet de rotation d’une force. Pour une force perpendiculaire au levier :
couple = force × bras de levier
Pousser avec 50 N sur une clé de 0,3 m donne 50 × 0,3 = 15 N·m. La même force sur une clé plus longue donne plus de couple : c’est pourquoi un long manche débloque un boulon grippé.
Si la force n’est pas perpendiculaire, seule sa composante perpendiculaire au levier compte : couple = force × bras × sin(angle).
Couple à partir de la puissance et du régime
Pour un moteur :
couple (N·m) = puissance (kW) × 9 549 ÷ régime (tr/min)
Un moteur de 1,5 kW à 1 450 tr/min fournit 1,5 × 9 549 ÷ 1 450 = 9,9 N·m. À puissance égale, un régime plus bas signifie plus de couple.
En unités impériales : couple (lbf·ft) = puissance (hp) × 5 252 ÷ tr/min.
Comment les engrenages changent le couple
Un train d’engrenages multiplie le couple par son rapport et divise la vitesse par ce même rapport. Une réduction de 3:1 transforme 9,9 N·m à 1 450 tr/min en environ 29,7 N·m à 483 tr/min, moins quelques pour cent perdus par frottement à chaque étage.
Unités
- 1 N·m = 0,7376 lbf·ft = 8,851 lbf·in
- 1 lbf·ft = 1,3558 N·m
- 1 m·kgf = 9,807 N·m
Couple de serrage
Le couple de serrage d’une vis est donné par la spécification du fabricant selon le diamètre, la classe de qualité et la lubrification du filetage. Une clé dynamométrique réglée sur cette valeur serre correctement ; à la main, on serre facilement trop ou pas assez.
Calculateurs
Le calcul de couple travaille avec la force et le bras ou avec la puissance et le régime, et convertit les unités. Le calcul de rapport d’engrenages et le calcul de poulies montrent comment vitesse et couple évoluent dans une transmission.