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Comment fabriquer des roues dentées en bois ?
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Les engrenages sont des assemblages présents dans de très nombreux appareils et machines. Souvent, les roues dentées qui les composent sont en métal ou en plastique, mais il en existe aussi en bois. Si vous aimez travailler le bois et si vous avez un mécanisme qui ne nécessite pas de grandes forces, comme un jouet animé, sachez qu’il est très facile de fabriquer les pièces d’un engrenage en bois.

1. Trouvez l’endroit adéquat pour travailler.

Le mieux pour usiner des engrenages en bois est d’avoir à sa disposition un atelier muni d’un certain nombre d’outils. Vous aurez besoin d’une scie à ruban ou d’une scie sauteuse, d’un poinçon, d’une perceuse (fixe ou non) avec un jeu de mèches à bois et d’une râpe à bois. Vous aurez également besoin d’une imprimante, d’un petit tube de bois lisse (manivelle) et de petites vis à bois.

2. Prenez un bon contreplaqué.

Il en existe de nombreux types, mais pour un engrenage, à cause des frictions, il vaut mieux prendre une essence un peu dure, comme du bouleau. Il est facile à reconnaitre avec ses différentes couches de couleurs différentes. Vous pouvez aussi opter pour du polyéthylène haute densité (UHMPE), de l’aggloméré ou de la résine phénolique.
Évitez absolument les résineux, comme l’épicéa, le pin ou le sapin, qui ne résisteront pas aux mouvements.

3. Prenez quelques mesures de précaution.

Comme chaque fois qu’on travaille avec des outils dangereux, il est sage dans un premier temps d’interdire l’accès de votre atelier aux enfants. S’ils travaillent avec vous, surveillez-les étroitement. Ensuite, équipez-vous en mettant des lunettes de protection pour parer à la poussière et aux copeaux qui voleraient.

4. Récupérez un modèle de roue dentée.

Ouvrez votre navigateur Internet et rendez-vous sur ce site. Certes, il est en anglais, mais il est très facile d’utilisation. Là, vous pourrez choisir, sous le patron, les caractéristiques de vos roues dentées, comme le diamètre, l’espacement et le nombre de dents ou encore l’angle de contact. Une fois tous les paramètres vérifiés, il ne vous reste plus qu’à imprimer votre patron. Sur ce site, comme tout est paramétrable, il est possible d’éditer des patrons de roues qui ont certes des diamètres différents, une petite et une grande roue par exemple, mais qui auront le même écartement de dents pour que l’emboitement soit parfait.

Sur ces sites, il est également possible, en cochant une case, de mettre en mouvement le rouage pour voir ce que cela donne.
Les modèles de roues peuvent également être téléchargés sur votre disque dur.
Si vous avez un projet bien précis en tête, vous pouvez créer votre propre patron avec un compas, un rapporteur et une règle. Tracez bien les deux roues précisément.

5. Découpez vos patrons.

Après l’impression, vous devez à l’aide d’une paire de ciseaux découper le patron en suivant les lignes. Vous n’avez pas besoin de pratiquer l’évidement de chaque dent, découpez juste le long de la circonférence. Faites de même, quelle que soit la taille des roues choisies.

6. Collez vos patrons sur le bois.

Comme ce sont des patrons, ils vont vous servir et vous devez donc les coller directement sur le bois. Prenez bien une colle à bois qui collera bien mieux qu’une simple colle universelle : n’est-elle pas étudiée pour cela ?

Il importe que le patron reste bien en place tout le temps des découpes afin d’avoir des évidements précis.
Laissez la colle sécher une heure et vérifiez que le patron est bien en place.

7. Procédez à la découpe du bois.

Une fois le patron collé et bien en place, vous allez procéder à la découpe du cercle sur sa circonférence. Celle-ci se fera, selon le matériel à votre disposition, avec une scie sauteuse ou à ruban. Faites bien attention à ne pas entamer le sommet des dents et pour cela, découpez un peu large, mais pas trop  !
Si vous utilisez une scie à ruban, vérifiez que votre lame est bien montée et aiguisée. Prenez toutes les protections en matière d’équipement. Si vous venez d’acheter la scie, lisez attentivement la notice d’utilisation.

8. Pointez au centre des intervalles.

À l’aide d’un pointeau et d’un marteau, faites un petit trou au milieu de chacun des intervalles de la roue. Placez précisément la pointe de l’outil sur la ligne de l’intervalle entre deux dents et donnez un petit coup sec avec le marteau. Vous devez faire un simple petit trou de repérage.
Ce petit trou servira de guide à votre mèche à bois, lequel est muni d’une pointe.

9. Évidez grossièrement les intervalles entre les dents.

Tout est prêt pour évider les espaces entre les deux. Prenez votre perceuse et munissez-la d’un foret dont le diamètre va permettre d’enlever le plus gros de l’intervalle. Le petit trou que vous avez fait va recevoir la pointe de la mèche à bois, vous ne risquez pas ainsi de percer à côté.

Il va de soi que la taille de la mèche va dépendre de la taille de votre roue dentée.
Si vous n’êtes pas très adroit avec une perceuse, n’hésitez pas à vous faire aider.

10. Préparez votre scie à ruban.

Est venu le temps de tailler les faces des têtes des dents et de leur donner un angle tel qu’elles vont pouvoir bien s’engrener avec celles de l’autre roue. En jouant avec le plateau de la scie, taillez les faces des têtes. Le plus simple est de tailler toutes les faces du même côté, puis d’incliner le plateau dans l’autre sens et de tailler toutes les faces opposées.
Si le plateau de votre scie à ruban ne pivote pas à gauche, placez un morceau de contreplaqué sous l’entretoise pour obtenir l’angle voulu.

11. Découpez les dents.

L’opération peut se faire aussi bien avec une scie à ruban qu’avec une scie sauteuse. Le plus gros a été évidé, reste à enlever une petite partie, mais c’est délicat. Prenez votre temps pour bien donner un angle qui va permettre une rotation des roues très souple. Sur un côté de la dent, vous devrez découper selon un angle et selon un même angle inverse sur l’autre côté de la dent.

Une fois les dents taillées, coupez les sommets juste sur la ligne définie par le patron. Souvenez-vous que vous avez au départ taillé une circonférence un peu plus large. L’opération est délicate : coupez plutôt moins que plus, vous aurez ainsi toujours la possibilité de les raccourcir avec une râpe.
À l’aide de la perceuse, faites un trou pour l’axe bien au centre de la roue.

12. Décollez le patron.

Comme la colle a fait son effet, vous allez devoir poncer la surface sur laquelle se trouve le patron, vous n’en avez plus besoin. Pour cela, utilisez une ponceuse d’atelier, du simple papier de verre ou encore un tournevis plat. Avec la ponceuse, vous allez avoir pas mal de détritus de papier.

13. Procédez à la finition de vos roues.

Vous pouvez, par exemple, leur appliquer une mince couche de vernis à bois sur le volume des dents et dans les creux. Ainsi, votre bois sera plus homogène et ne s’effritera pas lors des rotations. Si vous appliquez une seconde couche, laissez bien sécher la première. Vérifiez enfin que le mécanisme fonctionne bien après cette opération.

14. Fixez une petite poignée.

Si vous avez réussi à trouver un petit cylindre de bois percé, c’est très bien, sinon usinez une poignée dans une chute de bois pour vous aider. Fixez cette poignée sur la face externe de la roue dentée en faisant attention à ce qu’elle n’empiète pas sur la partie crantée de la roue. Vous la collerez d’abord, puis pour avoir un assemblage qui ne bouge pas, solidarisez l’ensemble roue-poignée avec une vis à bois courte.

15. Emboitez vos roues dentées.

Si vos roues vont dans un mécanisme déjà prêt, positionnez vos roues et voyez si tout fonctionne bien. Si vous n’en êtes qu’à la première étape de votre projet, préparez une petite boite à engrenages avec deux ou trois planches pour tester vos roues. Vous vous préparez deux axes en bois sur lesquels vous viendrez fixer temporairement vos deux roues. La petite roue dentée est généralement placée verticalement, tandis que la grande est à angle droit par rapport à la petite, mais l’inverse est aussi possible.

16. Testez votre engrenage.

Vérifiez une dernière fois que les dents s’emboitent bien dans les creux. À l’aide d’un crayon à papier, marquez les endroits qui semblent mal taillés.

Si les dents ne sont pas très régulières, vous devrez enlever un peu de matière là où cela vous semble le plus justifié.
Si vous voyez qu’une partie coince, prenez votre râpe à bois et éliminez la partie gênante. Allez-y prudemment !