La poulie GT2 de 20 dents à alésage de 5 mm est la roue dentée qui transforme la rotation d’un moteur pas à pas en déplacement linéaire : la courroie s’engrène dans ses dents et le chariot avance le long de son rail au rythme du moteur. Vingt dents sur un pas de 2 mm, c’est 40 mm de courroie déroulés par tour de poulie, soit 0,2 mm par pas complet d’un moteur de 200 pas par tour. C’est la poulie motrice des axes X et Y de la plupart des imprimantes 3D du commerce, et elle sert aussi de poulie folle à l’autre bout de la course pour ramener le brin.
Son alésage de 5 mm est celui de l’arbre d’un moteur au format NEMA 17, l’entraînement standard de ces machines. Le blocage se fait par vis de pression : la poulie se règle en position sur l’arbre avant d’être serrée, ce qui permet d’aligner la denture dans le plan du brin au lieu de la contraindre.
Caractéristiques techniques
| Type | Poulie dentée synchrone GT2, denture arrondie, pas de 2 mm |
|---|---|
| Nombre de dents | 20 |
| Diamètre primitif | environ 12,7 mm (20 dents sur un pas de 2 mm) |
| Diamètre extérieur | environ 12,2 mm — la denture GT2 est basse, le sommet des dents reste en retrait du diamètre primitif |
| Alésage | 5 mm lisse et traversant — l’arbre d’un moteur pas à pas au format NEMA 17 |
| Blocage sur l’arbre | Deux vis de pression à six pans creux, décalées d’un quart de tour sur le moyeu |
| Largeur de courroie | 6 mm |
| Matière | Aluminium usiné, corps monobloc |
| Emploi | Poulie motrice ou poulie folle d’un axe à courroie GT2 |
Ce que vingt dents changent sur un axe
Le nombre de dents fixe la distance parcourue à chaque tour de poulie, et c’est cette valeur que l’on inscrit dans le micrologiciel pour convertir un déplacement demandé en nombre de pas. Avec 20 dents : 20 multiplié par 2 mm, soit 40 mm par tour. Sur un moteur de 200 pas complets par tour, un pas déplace donc l’axe de 0,2 mm, et un micro-pas en seizième de 0,0125 mm. La poulie GT2 de 16 dents pour axe de 5 mm fait avancer 32 mm par tour, soit 0,16 mm par pas : à moteur identique, elle déplace moins par pas et tire un peu plus fort sur la courroie.
Le choix se joue sur deux critères qui vont en sens inverse. La poulie de 16 dents donne la résolution la plus fine et la plus grande force de traction, ce qui la fait préférer sur les axes lents ou fortement sollicités. La poulie de 20 dents fait travailler la courroie sur un rayon de courbure plus large, donc avec moins de flexions répétées sur la denture, et elle avance plus vite à vitesse de moteur égale : c’est le montage le plus courant sur les axes X et Y des imprimantes, où l’on cherche la vitesse sans sacrifier la précision. Les deux se montent sur le même arbre de 5 mm.
Montage sur l’arbre du moteur
- Vérifier l’arbre et le méplat. L’alésage fait 5 mm : il glisse sur l’arbre d’un moteur pas à pas NEMA 17. Serrer les vis de pression sur le méplat de l’arbre quand il en a un, et non sur le cylindre : sur un arbre lisse, la vis marque le métal et la poulie finit par tourner sous les à-coups.
- Serrage en deux temps. La poulie porte deux vis décalées d’un quart de tour. Les serrer progressivement, l’une après l’autre, puis revenir sur la première pour un quart de tour ferme : serrer la totalité d’un côté d’abord met la poulie en biais sur son alésage et crée un voile.
- Régler la position avant de bloquer. La poulie coulisse sur l’arbre : en profiter pour amener la denture exactement dans le plan du brin, au même niveau que la poulie folle ou que le galet d’extrémité. Un décalage d’un millimètre suffit à faire frotter la courroie contre une joue et à l’user sur le flanc.
- Contrôler le voile. Après serrage, faire tourner l’arbre à la main : la denture doit tourner rond. Une poulie de travers fait onduler la courroie à chaque tour, ce qui s’entend comme un bruit régulier, puis use les dents en biais.
- Adapter l’axe si le diamètre diffère. Pour entraîner une tige filetée ou un arbre de 8 mm, on garde le moteur et l’on intercale un coupleur d’axe souple 5 mm / 8 mm plutôt que de chercher une poulie au mauvais alésage.
Ce qu’il faut vérifier avant de commander
- Le pas de la denture : 2 mm. Une poulie GT2 n’engrène pas avec une courroie T2.5 ou T5, dont le pas est différent. Le profil arrondi de la denture GT2 est aussi ce qui limite le jeu : une denture trapézoïdale du même pas donnerait un mouvement moins régulier.
- La largeur de courroie : 6 mm. C’est la largeur des courroies GT2 du catalogue, vendues au mètre. Une courroie plus large ne rentre pas entre les joues de la poulie.
- L’alésage : 5 mm. Mesurer l’arbre avant de commander coûte moins cher qu’un alésage à reprendre.
- Le nombre de dents, qui fait foi sur le titre de la fiche. Le visuel de cette page est partagé avec la variante de 16 dents du catalogue : ce sont les vingt dents annoncées dans le titre, l’UGS et le tableau ci-dessus qui décrivent la pièce expédiée, et c’est ce nombre qu’il faut reporter dans le calcul de l’axe.
Points d’attention et durée de vie
- La denture s’use avant le reste. Une courroie trop tendue applique une charge inutile sur les dents et sur les roulements du moteur ; une courroie trop molle saute des dents aux changements de direction et décale l’axe pour le reste de la pièce.
- Le jeu sur l’arbre est le premier symptôme. Si les vis de pression commencent à glisser, la poulie se décale en rotation : l’axe perd sa position sans que rien ne le signale, puis l’erreur s’accumule. Resserrer sur le méplat, en remplaçant la vis si son empreinte six pans est arrondie.
- Rien à lubrifier. Une poulie GT2 travaille à sec. L’huile attire la poussière abrasive et forme une pâte qui use la courroie et les dents. Un pinceau sec suffit à retirer les dépôts.
- Vérifier le rond après un choc. Un choc sur l’axe peut voiler la poulie sans l’endommager visiblement : un contrôle au doigt sur la denture, arbre tourné à la main, suffit à le déceler.
Questions fréquentes
Quelle courroie utiliser avec cette poulie ?
Une courroie de type GT2, pas de 2 mm et largeur 6 mm. Le catalogue la fournit au mètre : on prend la longueur du trajet réel et on la coupe, ce qui évite de chercher une longueur de boucle fermée qui n’existerait pas pour la machine.
Faut-il prendre 16 ou 20 dents ?
Cela dépend de ce que l’axe doit faire. Une poulie de 20 dents avance plus vite et fait travailler la courroie sur un plus grand rayon : c’est le choix des axes X et Y d’imprimante. Une poulie de 16 dents donne des pas plus fins et une traction plus forte, appréciée sur les axes lents ou les chariots lourds. Les deux se montent sur le même arbre de 5 mm et la même courroie, il n’y a donc rien d’autre à changer.
Peut-elle servir de poulie folle ?
Oui, à condition qu’elle tourne librement : montée sur un axe lisse fixe, elle ne sert qu’à guider le brin et frotte au lieu de rouler. Pour une vraie poulie folle, on l’installe sur un axe monté lui-même sur roulement, et on veille à ce que son diamètre de denture reste dans le même plan que la poulie motrice.
Pourquoi une poulie métallique plutôt qu’une poulie imprimée en 3D ?
Sur l’arbre du moteur, la poulie encaisse toute la tension de la courroie et les à-coups du démarrage. Une pièce imprimée en plastique se déforme sur son méplat, prend du jeu puis se fend au niveau des vis. Sur une poulie folle peu chargée, l’impression 3D reste en revanche une solution acceptable.
À combiner avec
Autour de cette poulie, l’axe se complète avec son guidage et son pilotage. Un roulement à billes linéaire LM8UU glisse sur une tige lisse et supporte le chariot que la courroie tire, tandis qu’un driver A4988 alimente le moteur pas à pas en courant constant et fixe le nombre de micro-pas, donc la finesse réelle du déplacement. La courroie au mètre, le moteur au format NEMA 17 et la variante de 16 dents cités plus haut complètent l’ensemble, côté poulie motrice comme côté poulie folle.
