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- LIAISON ENCASTREMENT :
3.1 Définition :
Une solution constructive d’assemblage a pour fonction de lier des pièces les unes aux autres, en utilisant différents moyens d’assemblage : par organes filetés, par collage, par soudages, etc.
3.2 Moyens d'assemblage démontables :
3.2.1 Eléments filetés :
L’assemblage est considéré obtenu par adhérence indirecte.
- Vis d’assemblage (fig. 1) : la pièce (3) seule possède un trou taraudé recevant la partie filetée de la vis. les autres pièces possèdent un trou lisse.
- Boulon (vis + écrou, fig. 2) : les pièces à assembler possèdent un trou lisse.
- Goujon (fig. 3) : il est composé d’une tige, filetée à ses 2 extrémités séparées par une partie lisse. le goujon (1) est implanté dans la pièce (5) possédant un trou taraudé ; l’effort de serrage axial nécessaire au maintien en position (map) est réalise par l’écrou (2).
- Vis de pression (fig. 4) : l’effort de serrage nécessaire au maintien en position est exercé par l’extrémité de la vis.
3.2.2 Freinage des vis et écrou :
Le freinage des vis et écrou consiste à s’opposer au désserrage des vis et des écrous soumis aux chocs, vibrations, différences de températures.
3.2.3 Freinage par obstacle :
3.3 Liaison par obstacle :
Les pièces qui ont une fonction d’obstacle sont souvent des pièces standards.
3.3.1 Les goupilles :
- Goupille cylindrique : la goupille doit être montée serrée (sans jeu entre la goupille et le perçage). Cette goupille de précision est utilisée lorsque l’on veut un positionnement précis des 2 pièces l’une par rapport a l’autre.
- Goupille élastique : elle est maintenue dans son logement par expansion élastique. elle se loge dans un trou brut de perçage beaucoup moins onéreux.
- Goupille fendue (symbole « v ») et goupille cavalier : elles servent a freiner ou à arrêter des axes, tiges, écrous …
- Goupille cannelée : la réalisation de trois fentes a 120° provoquent un léger gonflement de la matière en périphérie qui assurent le maintien en position par coincement dans le logement cylindrique.
3.3.1 Les anneaux élastiques :
les anneaux élastiques (circlips) sont destinés à arrêter en translation une pièce cylindrique par rapport a une autre :
3.4 Liaison par adhérences :
- Par déformation ou pincement (fig. 1) : la liaison est assurée par déformation d’une des deux pièces à lier.
- Par tampons tangents (fig. 2) : le rapprochement des deux tampons assure le maintien en position des pièces a lier.
- Par coincement (fig. 3) : la conicité des pièces à lier est telle que l’adhérence entre les matériaux maintient les pièces liées.
4. Moyens d'assemblage non démontables (permanent) :
la liaison entre deux pièces minces (tôles) est réalisé par déformation de
l’extrémité d’un rivet. Cette déformation est appelée «rivure».
4.1 Liaison par rivetage :
4.2 Liaison par collage :
la construction collée est un mode d’assemblage qui utilise les qualités d’adhérence de certaines matières synthétiques. principaux adhésifs : polychloroprene « néoprène », polyamide, époxyde « araldite », silicone.
4.3 Liaison par soudage :
Le soudage consiste à assembler deux ou plusieurs pièces d’une façon permanente, tout en assurant entre elles la continuité de matière soit par fusion locale des pièces soit par fusion d’un autre élément :
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
