LIAISONS ET SCHEMATISATION
Apprends à concevoir, modéliser, prototyper et communiquer comme un pro du design industriel.
1- NOTION DE FONCTIONS MECANIQUES :
1.1 Fonction globale du mécanisme :
Tout système est réalisé pour remplir une fonction bien définie, appelée fonction globale.
1.2 Fonctions techniques élémentaires :
Chaque élément d’un mécanisme possède l’une des fonctions techniques élémentaire suivantes :
- Fonction liaison : lier ou participer à la liaison d’autres éléments entre eux
- Fonction lubrification : protéger les éléments du mécanisme ou faciliter leurs mouvements
- Fonction étanchéité : empêcher la communication entre deux milieux différents.
2- FONCTION LIAISON :
On dit que deux pièces sont en liaison si elles sont en contact par l’intermédiaire de surface(s) ou de point(s). Ces surfaces sont appelées surfaces fonctionnelles.
2.1 Nature des contacts :
Contact ponctuel :
La zone de contact est réduite à un point.
Contact linéique :
La zone de contact est réduite à une ligne, pas forcément droite.
Contact surfacique :
La zone de contact est une surface (plan, cylindre, sphère, etc.)
2.2 Isostatisme :
Tout solide n’ayant pas de contact avec un autre solide possède par rapport à un repère (O; x,y,z) :
3 translations selon les trois axes.
- Tx : Translation le long de l’axe x
- Ty : Translation le long de l’axe y
- Tz : Translation le long de l’axe z
3 rotations selon les trois axes.
- Rx : Rotation autour de l’axe x
- Ry : Rotation autour de l’axe y
- Rz : Rotation autour de l’axe z
Il existe donc 6 mouvements élémentaires permettant de définir n’importe quelle combinaison de translation et de rotation.
2.3 Degrés de liberté :
- Le nombre de mouvements autorisés par une liaison est appelée degré de liberté et dépend de la nature et du nombre de surfaces en contact.
- Le nombre de mouvements non autorisés par une liaison est appelé degré de liaison
Dans une liaison on a toujours la relation :
Les degrés de liberté + Les degrés de liaison = 6
Autrement dit : Les mouvements possibles + Les mouvements impossibles = 6
2.4 Etude des Liaisons élémentaires :
Une liaison élémentaire entre deux solides S1 et S2, est construite par contact d’une surface géométrique élémentaire de S1 et une surface géométrique élémentaire de S2. Une surface géométrique élémentaire peut être plane, cylindrique ou sphérique.
2.4.1 Contacts possibles :
2.4.2 Liaisons élémentaires
2.5 Schéma cinématique :
Un schéma est une représentation simplifiée d’un ensemble d’éléments organisés en classe d’équivalence qui n’ont aucun mouvement les uns par rapport aux autres.
Un schéma cinématique est basé sur la représentation normalisée des liaisons usuelles. Il met en évidence les mouvements possibles entres les classes d’équivalence.
3.1 Conventions et normes du dessin
Un dessin est une projection. Il est en fait, une représentation bidimensionnelle d’un système tridimensionnel, c’est à dire, une projection de l’espace 3D vers un espace 2D (la feuille de papier ou l’écran de l’ordinateur).
Exemple de projection orthogonale
3.2 Projection orthogonale
Considérons la pièce ci-dessous dans une boite cubique. On projette chaque face suivant les six directions : haut, bas, gauche, droite, derrière et face pour observer leur représentation.
3.3 Choix de la vue de face
La vue la plus représentative de la pièce sera choisie comme vue de face. Le dessinateur sélectionnera parmi les cinq autres vues possibles, celles qui montrent le mieux les formes et les contours. Prenons comme vue de face la vue suivant le sens de la flèche A.
La préférence ira aux vues ayant le moins de contours cachés ou de traits interrompus. Les vues non nécessaires seront éliminées.
Disposition des vues :
Les vues sont nommées suivant la position de l’observateur par rapport à la pièce.
3.4 Correspondance des vues
On peut utiliser deux conventions pour placer les vues en correspondance, toutes deux ayant la vue de face comme référence :
- La convention européenne (ou projection européenne) : la vue de dessus est placée sous la vue de face, la vue de droite, à gauche de la vue de face… Ce qui revient, entre deux vues, à faire « rouler » la pièce au-dessus du plan sur lequel elle est censée être posée.
- La convention américaine (ou projection américaine) : on place la vue de dessus au-dessus de la vue de face, la vue de gauche à sa gauche… Ce qui revient à faire rouler la pièce en dessous du plan.
La convention utilisée est représentée par un cône tronqué ainsi que sa projection placée dans le cartouche.
Les deux représentations se justifient ainsi :
- La convention européenne correspond à la logique des projections : ce qui est vue « de droite » (depuis la droite) se projette à gauche, et donc se dessine à gauche, etc.
- La convention américaine privilégie l’aspect pratique : les détails à gauche dans la vue de face voisinent leurs représentations dans la vue de gauche (cela permet la proximité des cotations).
3- SCHEMATISATION :
4- MODES DE COTATIONS
Après un choix raisonné des éléments à coter, la disposition des cotes sur un dessin résulte généralement de l’emploi de divers mode de cotation.
On distingue sur les figures suivantes les fautes à éviter (à gauche) et la cotation normale (à droite).
5- VUE EN COUPE
5.1 Définition
Une vue en coupe permet de faire apparaître certains détails qui sont cachés à l’intérieur d’un objet dessiné. On pratique alors un hachurage des zones où la matière a été tronquée, marquant ainsi un contraste entre les pleins et les creux.
La coupe a pour but de rendre le dessin plus clair en remplaçant les contours cachés des pièces creuses (trait interrompu fin) par des contours vues (trait fort).
6- FILETAGE ET TARAUDAGE
6.1 Filetage
6.1.1 Définition
Un filetage est obtenu à partir d’un cylindre sur lequel on a exercé une ou plusieurs rainures hélicoïdales. La partie restante est appelée « filet ». On dit qu’une tige est filetée et un trou est taraudé.
La tige filetée est appelée « Vis » et un trou taraudé est appelé « Écrou ».
Les éléments filetés ou taraudés sont d’une utilisation fréquente en mécanique. Ils peuvent avoir différentes fonctions :
- ASSURER un effort de pression entre des pièces pour les immobiliser les unes par rapport aux autres. Exemple : Vis d’assemblage ou de pression, écrous, boulons, goujons.
- TRANSFORMER un mouvement de rotation en un mouvement de translation. Exemple : Mors mobile d’un étau.
6.1.2 Différents profils du filetage
Le Pas
Le pas est la dimension axiale entre deux filets issus d’un même hélicoïde. C’est aussi la valeur de la translation pour un tour de vissage (ou dévissage). Un pas est égal à la longueur formée par un tour d’une hélice suivant l’axe.
6.1.3 Type de filetage
Pour savoir si une tige filetée (vis) est filetée à droite ou à gauche, il faut la positionner verticalement. Si les filets montent de la gauche vers la droite, c’est un filetage à droite. La direction de serrage est donc dans le sens de l’aiguille d’une montre. Par contre, si les filets montent de la droite vers la gauche, c’est un filetage à gauche et la direction de serrage est alors au sens trigonométrique.
6.2 Taraudage
6.2.1 Définition
Un filetage est obtenu à partir d’un trou cylindre sur lequel on a exercé une ou plusieurs rainures hélicoïdales. La partie restante est appelée « filet ». On dit qu’une tige est filetée et un trou est taraudé. La tige filetée est appelée « Vis » et un trou taraudé est appelé « Écrou ».
6.2.2 Différence entre filetage et taraudage
Le taraudage est un filetage à l’intérieur de la pièce, alors que le filetage est à l’extérieur. C’est le même principe que la prise de courant mâle et femelle.
Liens utile
Réalisation : VAN KEISBELCK Justin
