b22 Vis Ecrou

Transmission d’énergie avec transformation de mouvement.Transformation de mouvement par système Vis-Ecrou.

Classification :

SI : B22

1. Analyse fonctionnelle

Fonction :

Transformer le mouvement de rotation continue fourni par l'organe moteur en mouvement de translation continu transmis à l'organe récepteur.

ou / et (sous certaines conditions)

Fonction :

Transformer le mouvement de translation continue fourni par l'organe moteur en mouvement de rotation continue transmis à l'organe récepteur.

2. Analyse temporelle

2.1 Organisation structurelle et Schématisation

Le système est composé de deux éléments:

- la Vis- l’ Ecrou

La vis possède un filetage défini par une hélice à droite ou à gauche.

L’écrou possède un taraudage (filetage intérieur) défini par la même hélice que la vis.

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SI : B22

La structure varie selon que la vis ou l’écrou constitue l’organe moteur :

Différentes architectures possibles :



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2.2 Loi entrée sortie

Plaçons-nous dans le cas général d’une rotation transformée en translation ; par exemple un mouvement de rotation de la vis entraînant un mouvement de translation de l’écrou.

La loi entrée/sortie est fonction du pas du système vis/écrou :

Loi entrée/sortie déplacement écrou = f ( rotation vis) :

Loi entrée sortie vitesse de rotation écrou = f ( vitesse de rotation vis ) :

3. Analyse matérielle

3.1 Nature des matériaux Le choix des matériaux du couple vis-écrou permet de limiter les pertes énergétiques dues au

frottement des flancs des filets de la vis sur ceux de l’écrou: l’usure est reportée généralement sur l’écrou, moins coûteux que la vis. La vis est en acier et l’écrou en bronze.

3.2 Nature des surfaces en contact Le type de filet et l’angle d’hélice interviennent dans la détermination du système vis-écrou. Le rendement dépendra du choix effectué.

Le filet peut être obtenu par contact direct entre surfaces hélicoïdales (triangulaire, trapézoïdal, rond) ou par élément rapporté(vis écrou à billes)

Contact entre surfaces Vis-écrou à billes

Problématique des jeux de fonctionnement



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3.3 Rendement

Le rendement dépend de la nature des matériaux utilisés et du système retenu:

- pour les cas usuels de filets usinés, il est de l’ordre de 50%, les pertes étant dues essentiellement au frottement de glissement.

- pour les vis-évrou à billes, le frottement de roulement permet d’améliorer le rendement jusqu’à une valeur proche de 95%.

3.4 Réversibilité

Considérons la vis représentée Fig. 1 et la portion d’écrou associée. En projection dans le plan xOz, la portion d’écrou est représentée par une pièce posée sur un plan incliné (voir Fig. 2 et 3). L’inclinaison du plan correspond à l’inclinaison de l’hélice de la vis.

Figure 2 :Appliquons un effort F afin de provoquer une translation de l’écrou. Le glissement de l’écrou le long du plan incliné, donc sa rotation sur la vis, n’est possible que si > , avec l’angle de frottement.

Figure 3 :Appliquons un effort F’ afin de provoquer une rotation de l’écrou. Le glissement de l’écrou le long du plan incliné, donc sa rotation sur la vis, n’est possible que si /2 - > ,

soit /2 - > .

Conclusion :


Fig. 1

Portion d’écrou

.d

pas

n F Ecrou

Vis

Fig. 2

.d

pas

nEcrou

Vis

F’

/2-

Fig. 3


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La condition de réversibilité est donc :

Le système vis-écrou est réversible si 2 - avec tanf / cos où est l’angle de filet, f est le coefficient de frottement et l’angle d’hélice.


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