L isostatisme - Les degrés de liberté - Les différentes liaisons

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L ’isostatisme

- Les degrés de liberté- Les différentes liaisons

Un solide en liberté dans l’espace

Est animé d’un mouvement qui peut se décomposer en 6 mouvements élémentaires

3 translations :

x

yz

T.x

T.y

T.z

T.xT.yT.z

3 rotations :

x

yzR.z

R.x

R.y

R.xR.yR.z

Ces 6 mouvements élémentaires

Degrés De Liberté (DDL)

T.x, T.y, T.z, R.x, R.y, R.z

sont appelés les :

Sur une machine outil réglée,pour réaliser une série de pièces, en assurant une bonne stabilitédes cotes réalisées, il est indispensable que chaquepièce prenne une position uniquedans le porte pièce

On parle d ’isostatisme :

Egale Position

Lorsqu’une pièce est en mise en position « isostatique»,

tous ses degrés de liberté sont supprimés

Cet isostatisme est réalisé par l’intermédiaire de différentes

liaisons qui suppriment chacune un certain nombre de

Degrés De Liberté (DDL)

Liaison appui plan 1/8

En posant ce prisme sur le plan, je limite sa liberté dans l’espace ...

Liaison appui plan 2/8

x

yz

Puis-je déplacer le solide suivant T.x sans rompre le contact surfacique* avec le plan ?

* ici, plan sur plan

ouinon

T.xT.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE FAUSSE

Liaison appui plan 3/8

x

yz

Puis-je déplacer le solide suivant T.y sans rompre le contact surfacique avec le plan ?

ouinon

T.xT.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE JUSTE

REPONSE FAUSSE

Liaison appui plan 4/8

x

yz

Puis-je déplacer le solide suivant T.z sans rompre le contact surfacique avec le plan ?

ouinon

T.xT.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE JUSTE

REPONSE FAUSSE

Liaison appui plan 5/8

x

yz

Puis-je faire tourner le solide suivant R.x sans rompre le contact surfacique avec le plan ?

ouinon

T.xT.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE JUSTE

REPONSE FAUSSE

Liaison appui plan 6/8

x

yz

Puis-je faire tourner le solide suivant R.y sans rompre le contact surfacique avec le plan ?

ouinon

T.xT.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE JUSTE

REPONSE FAUSSE

Liaison appui plan 7/8

x

yz

Puis-je faire tourner le solide suivant R.z sans rompre le contact surfacique avec le plan ?

ouinon

T.xT.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE JUSTE

REPONSE FAUSSE

Liaison appui plan 8/8

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE JUSTE

L ’appui plan élimine 3 degrés de liberté :

Une translation et 2 rotations

Liaison linéaire rectiligne 1/5

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

Tout en conservant la liaison appui plan, on souhaite maintenant placer le prisme en appui sur la réglette

Liaison linéaire rectiligne 2/5

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

Puis-je déplacer le solide suivant T.x sans rompre le contact linéïque* avec la réglette ?

* suivant une ligne

ouinon

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire rectiligne 3/5

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

Puis-je déplacer le solide suivant T.y sans rompre le contact linéïque avec la réglette ?

ouinonREPONSE JUSTE

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire rectiligne 4/5

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

Puis-je déplacer le solide suivant R.z sans rompre le contact linéïque avec la réglette ?

ouinonREPONSE JUSTE

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire rectiligne 5/5

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

REPONSE JUSTE

La liaison linéaire rectiligne élimine 2 degrés de liberté :

Une translation et Une rotation

Liaison ponctuelle 1/2

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

Pour éliminer le dernier degré de liberté, j’impose le contact ponctuel du prisme avec

le pion. (tout en conservant les deux autres liaisons)

Liaison ponctuelle 2/2

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

Ainsi, en respectant ces 3 liaisons, on peut reproduire à tout instant cette mise en position du prisme dans l ’espace

Maintien en position

x

yz T.x

T.yT.zR.xR.yR.z

Bien sûr, pour pouvoir usiner le prisme ainsi positionné, il est indispensable de prévoir un serrage qui l’immobilisera sur ses appuis . On parle de

Effort deserrage

MAINTIEN EN POSITION (MAP)

Liaison linéaire annulaire 1/9

On place maintenant le cylindre ci-dessous sur le Vé court

On considère qu ’il tient en équilibre sur 2 points

12

Liaison linéaire annulaire 2/9

12

x

yz

Peut-on déplacer le cylindre suivant T.x sans perdre le contact avec les 2 points ?

OUI NON

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire annulaire 3/9

12

x

yz

Peut-on déplacer le cylindre suivant T.y sans perdre le contact avec les 2 points ?

OUI NON

Réponse exacte

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire annulaire 4/9

12

x

yz

Peut-on déplacer le cylindre suivant T.z sans perdre le contact avec les 2 points ?

OUI NON

Réponse exacte

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire annulaire 5/9

12

x

yz

Peut-on déplacer le cylindre suivant R.x sans perdre le contact avec les 2 points ?

OUI NON

Réponse exacte

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire annulaire 6/9

12

x

yz

Peut-on faire tourner le cylindre (un peu) suivant R.y sans perdre le contact avec les 2 points ?

OUI NON

Réponse exacte

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire annulaire 7/9

12

x

yz

Peut-on déplacer le cylindre (un peu) suivant R.z sans perdre le contact avec les 2 points ?

OUI NON

Réponse exacte

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

REPONSE FAUSSE

Liaison linéaire annulaire 8/9

12

x

yz

La liaison linéaire annulaire supprime 2 degrés de liberté :

Réponse exacte

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

- Deux translations

Liaison linéaire annulaire 9/9

Cette liaison correspond aussi à la liaison d ’un arbre dans un alésage court

2 4

Liaison pivot glissant 1/9

Ce cylindre long est placé sur un Vé long (ou 2 Vé courts)

1 3

On considère qu ’il repose sur 4 points

x

yz

Liaison pivot glissant 2/9

Peut-on déplacer le cylindre suivant T.x sans perdre le contact avec les 4 points ?

OUI NON

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

2 41 3

x

yz

REPONSE FAUSSE

Liaison pivot glissant 3/9

Peut-on déplacer le cylindre suivant T.y sans perdre le contact avec les 4 points ?

OUI NON

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

2 41 3

Réponse exacte

x

yz

REPONSE FAUSSE

Liaison pivot glissant 4/9

Peut-on déplacer le cylindre suivant T.z sans perdre le contact avec les 4 points ?

OUI NON

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

2 41 3

Réponse exacte

x

yz

REPONSE FAUSSE

Liaison pivot glissant 5/9

Peut-on faire tourner le cylindre suivant R.x sans perdre le contact avec les 4 points ?

OUI NON

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

2 41 3

Réponse exacte

x

yz

REPONSE FAUSSE

Liaison pivot glissant 6/9

Peut-on faire tourner le cylindre suivant R.y sans perdre le contact avec les 4 points ?

OUI NON

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

2 41 3

Réponse exacte

x

yz

REPONSE FAUSSE

Liaison pivot glissant 7/9

Peut-on faire tourner le cylindre suivant R.z sans perdre le contact avec les 4 points ?

OUI NON

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

2 41 3

Réponse exacte

x

yz

REPONSE FAUSSE

Liaison pivot glissant 8/9

T.x T.y T.z

R.x R.y R.z

2 41 3

Réponse exacte

x

yz

La liaison pivot glissant supprime 4 degrés de liberté :

- 2 translations- 2 rotations

Liaison pivot glissant 9/9

Cette liaison correspond aussi à la liaison d ’un arbre dans un alésage long.

Isostatisme des pièces de révolution 1/6

La pièce ci-contre est positionnée comme sur le dessin.

Sur la surface 1, la pièce est en liaison :

- Appui plan

- Linéaire rectiligne

- Ponctuelle

- Linéaire annulaire

- Pivot glissant

1

REPONSE FAUSSE

Isostatisme des pièces de révolution 2/6

Sur la surface 2, la pièce est en liaison :

- Appui plan

- Linéaire rectiligne

- Ponctuelle

- Linéaire annulaire

- Pivot glissant

12

Réponse exacte

REPONSE FAUSSE

Isostatisme des pièces de révolution 3/6

Dans le système d’axes proposé, quel est le seul degré de liberté qui n est pas éliminé ?

- T.x

- T.y

- T.z

- R.x

- R.y

12

Réponse exacte

- R.z

x

y

z

REPONSE FAUSSE

Isostatisme des pièces de révolution 4/6

Réponse exacte

En effet, l’élimination de 5 degrés de liberté est suffisant pour positionner une pièce de révolution, car il n ’est pas possible de distinguer une position angulaire particulière de la pièce autour de son axe de révolution

Avant rotation

Après rotation ?

Isostatisme des pièces de révolution 5/6

Quelle liaison faut-il ajouter à ce cylindre pour compléter sa mise en position ?

- Appui plan

- Linéaire rectiligne

- Ponctuelle

- Linéaire annulaire

- Pivot glissant

REPONSE FAUSSE

Isostatisme des pièces de révolution 6/6

Réponse exacteLà encore, la mise en position du cylindre est considérée comme complète avec seulement 5 degrés de liberté éliminés.

Fin de l ’apprentissage

Passez maintenant aux exercices du TP

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