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ELEMENTS DE MACHINESELEMENTS DE MACHINES Généralités sur la construction mécanique Généralités sur la construction mécanique
et les éléments de machines;et les éléments de machines; Notions de sécurité;Notions de sécurité; Fonctions mécaniques élémentaires;Fonctions mécaniques élémentaires; Etude d’un mécanismeEtude d’un mécanisme;; Dimensions linéaires nominalesDimensions linéaires nominales;; Tolérances et ajustements;Tolérances et ajustements; Tolérances de formes et de positionsTolérances de formes et de positions;; États de surface;États de surface; Les liaisonsLes liaisons..
IntroductionIntroduction
un système mécanique est un un système mécanique est un ensemble d’ensemble d’élémentséléments et (ou) et (ou) organesorganes, liés entre eux pour répondre à une , liés entre eux pour répondre à une certaine certaine fonctionfonction pendant une pendant une certaine certaine durée de viedurée de vie, en toute , en toute sécuritésécurité..
Notions de sécuritéNotions de sécurité
la notion de sécurité est représentée de la notion de sécurité est représentée de manière générale par le manière générale par le coefficient de coefficient de sécuritésécurité que l’on définit par: que l’on définit par:
le rapport entre la contrainte réelle agissant le rapport entre la contrainte réelle agissant dans l’élément de machine et la contrainte dans l’élément de machine et la contrainte limite que le matériau constitutif de l’élément limite que le matériau constitutif de l’élément peut supporterpeut supporter. .
Dans la plupart des cas, calculer un Dans la plupart des cas, calculer un élément de machine, c’est vérifier que le élément de machine, c’est vérifier que le coefficient de sécurité est supérieur à coefficient de sécurité est supérieur à l’unité. l’unité.
nom
s lim
Fonctions mécaniques Fonctions mécaniques élémentairesélémentaires
Considérons deux ensembles Considérons deux ensembles mécaniques (S1) et (S2), mécaniques (S1) et (S2),
Ils sont en état physique de Ils sont en état physique de liaisonliaison, lorsque, sollicités par , lorsque, sollicités par des actions extérieures, ils des actions extérieures, ils restent en contact par certaines restent en contact par certaines de leurs surfaces pour pouvoir de leurs surfaces pour pouvoir remplir une remplir une fonctionfonction donnée. donnée.
S1
S2
Fonctions mécaniques Fonctions mécaniques élémentairesélémentaires
Lubrification,Lubrification, Protection et étanchéitéProtection et étanchéité LiaisonLiaison Mise en position Mise en position GuidageGuidage
ExempleExemple
Étau à serrage Étau à serrage rapiderapide
Étau à serrage rapideÉtau à serrage rapide
Étau à serrage rapideÉtau à serrage rapide
Étau à serrage rapideÉtau à serrage rapide
Étau à serrage rapideÉtau à serrage rapide
Étau à Étau à serrage serrage rapiderapide
DIMENTIONS LINEAIRES DIMENTIONS LINEAIRES NOMINALESNOMINALES
En mécanique, En mécanique, les dimensions linéaires nominales les dimensions linéaires nominales (ou nombres préférentiels)(ou nombres préférentiels) désignent désignent les dimensions d'une pièce :les dimensions d'une pièce :
– longueur, longueur, – largeur, largeur, – diamètre des perçages,diamètre des perçages,– Etc. Etc.
Dimensions linéaires nominalesDimensions linéaires nominales
Tolérances & AjustementsTolérances & Ajustements
Dimensions Dimensions (choix)(choix)
TolérancesTolérances
AjustementAjustement
Dimensions Dimensions (choix)(choix)
La normalisation impose de choisir La normalisation impose de choisir parmi les parmi les dimensions linéaires dimensions linéaires nominalesnominales
Rappel: – «nominal »«nominal » signifie que la dimension signifie que la dimension
réelle peut être légèrement différente en réelle peut être légèrement différente en raison particulièrement des tolérances. raison particulièrement des tolérances.
TolérancesTolérances
la norme prévoit un choix la norme prévoit un choix tenant compte de deux tenant compte de deux paramètres :paramètres :
la qualité des tolérancesla qualité des tolérances la position des zones de tolérances.la position des zones de tolérances.
Qualité de tolérance Qualité de tolérance
Il existe 18 qualités:Il existe 18 qualités:
IT 01, IT 0, IT 1, IT 2 … IT 15, IT 16IT 01, IT 0, IT 1, IT 2 … IT 15, IT 16. .
Remarque:Remarque:- La tolérance la plus faible correspond à la qualité - La tolérance la plus faible correspond à la qualité 01, 01,
- La plus forte correspond à la qualité 16- La plus forte correspond à la qualité 16. . - La tolérance dépend de la dimension nominale, elle - La tolérance dépend de la dimension nominale, elle est proportionnelle par paliers.est proportionnelle par paliers.
Qualité de tolérancesQualité de tolérances
Position des zones de Position des zones de tolérancestolérances
C’est la valeur de C’est la valeur de l’écart fondamentall’écart fondamental
– DéfinitionDéfinition– Désignation (contenant)Désignation (contenant)– Désignation (contenu)Désignation (contenu)– Position des zones de tolérance,Position des zones de tolérance,– Principaux écarts (contenant)Principaux écarts (contenant)– Principaux écarts (contenusPrincipaux écarts (contenus))– Calcul des écartsCalcul des écarts
Écart Écart fondamental fondamental
ISOISO– Il est normaliséIl est normalisé
– fonction de la fonction de la dimension dimension linéaire linéaire nominale,nominale,
– indépendante de indépendante de
la qualité de la qualité de tolérance tolérance (majorité des (majorité des cas).cas).
Désignation (contenu)Désignation (contenu)
Pour les arbres, par un symbole Pour les arbres, par un symbole lettre minuscule lettre minuscule (une ou parfois deux (une ou parfois deux lettres) :lettres) :
a, b, c, cd, d,…,z, za, zb, zc.a, b, c, cd, d,…,z, za, zb, zc.
Désignation (contenant)Désignation (contenant)
Pour les alésages par un symbole Pour les alésages par un symbole lettre majuscule lettre majuscule (une ou parfois deux (une ou parfois deux
lettres)lettres) : :
A, B, CD, D,…,Z, ZA, ZB, ZC.A, B, CD, D,…,Z, ZA, ZB, ZC.
Position Position des zones des zones
de de tolérancetolérance
A noter que l’écart fondamental est nul pour A noter que l’écart fondamental est nul pour HH et et hh et et (± IT/2)(± IT/2) pour pour JSJS et et jsjs..
Principaux Principaux écarts écarts (alésages)(alésages)
Principaux Principaux écarts écarts (arbres)(arbres)
Principaux Principaux écarts écarts
(arbres)(arbres)
Calcul des écartsCalcul des écarts ContenantContenant::
– Écart supérieur: Écart supérieur: ESES = = DDmaxmax − − DDnomnom – Écart inférieurÉcart inférieur : : EIEI = = DDminmin − − DDnomnom
ContenuContenu::
– Écart supérieur: Écart supérieur: eses = = ddmaxmax − − ddnomnom
– Écart inférieurÉcart inférieur : : eiei = = ddminmin − − ddnomnom
AjustementsAjustements
« « Le jeu, c'est l'âme de la Le jeu, c'est l'âme de la mécanique.mécanique. » »
En mécanique, En mécanique, le jeule jeu est l'espace laissé est l'espace laissé entre deux pièces assemblées entre elles.entre deux pièces assemblées entre elles.
AjustementsAjustements
On distingue le:On distingue le:
– Jeu dans un assemblaJeu dans un assemblage de deux pièces unige de deux pièces uniquement quement (constituant un (constituant un ajustement).ajustement).
– Jeu ne constituant pasJeu ne constituant pas un ajustement un ajustement
a1a3
Jeu dans un assemblage de deux Jeu dans un assemblage de deux pièces uniquementpièces uniquement
C’est ce que l’on appelle de manière générale un C’est ce que l’on appelle de manière générale un AJUSTEMENTAJUSTEMENT
On distingue 3 types d'ajustements:On distingue 3 types d'ajustements:– avec jeu;avec jeu;– SerréSerré (avec serrage); (avec serrage);– IncertainIncertain. .
CALCUL DU JEUCALCUL DU JEU Ajustements usuels normalisésAjustements usuels normalisés Système arbre normalSystème arbre normal Système alésage normalSystème alésage normal CotationCotation
AJUSTEMENTAJUSTEMENT
Assemblage de deux pièces Assemblage de deux pièces s'emboîtant par des formes s'emboîtant par des formes complémentaires.complémentaires.
Ces formes complémentaires peuvent Ces formes complémentaires peuvent elles coïncider parfaitement ?elles coïncider parfaitement ?
Non, essentiellement, pour causes de Non, essentiellement, pour causes de fabricationfabrication
Ajustement avec jeuAjustement avec jeu
- Contenant plus grand que - Contenant plus grand que le contenu; le contenu;
- Jeu positif;- Jeu positif;
- Fonction: guidage- Fonction: guidage
Ajustement avec serrageAjustement avec serrage
- Contenant plus petite que le - Contenant plus petite que le contenu;contenu;
- Jeu négatif;- Jeu négatif;
- Montage par déformation - Montage par déformation locale des pièceslocale des pièces
- Fonction: Assemblage- Fonction: Assemblage
Ajustement incertainAjustement incertain
- - Les combinaisons n'aboutissent pas à un jeu de Les combinaisons n'aboutissent pas à un jeu de même signe. même signe.
- Cas rarement utilisé car il peut poser des soucis - Cas rarement utilisé car il peut poser des soucis du point vue industriel. du point vue industriel.
Calcul du jeuCalcul du jeu
Dans le cas d'un ajustement, le jeu Dans le cas d'un ajustement, le jeu est donné par :est donné par :
Jeu = DJeu = Dalesagealesage − d − darbrearbre
Calcul du jeuCalcul du jeu
En réalité, le jeu résultant est compris En réalité, le jeu résultant est compris entre les valeurs extrêmes qu’il peut entre les valeurs extrêmes qu’il peut prendre, à savoir :prendre, à savoir :
JJmaxmax = D = Dmaxmax − d − dmin min
etet
JJminmin = D = Dminmin − d − dmaxmax
Calcul du jeuCalcul du jeu
D’où, l'intervalle de tolérance écart entre D’où, l'intervalle de tolérance écart entre les cotes extrêmes admissibles. les cotes extrêmes admissibles.
ITITjeu jeu = J= Jmaxmax − J − Jminmin = (D = (Dmaxmax − d − dminmin) − (D) − (Dminmin − d − dmaxmax))
SoitSoit ITITjeujeu = IT = ITalesagealesage + IT + ITarbrearbre
Remarque:Remarque:
- la qualité d'un jeu, c’est-à-dire son - la qualité d'un jeu, c’est-à-dire son incertitude, doit être partagée entre les deux incertitude, doit être partagée entre les deux pièces pièces
- Un jeu précis nécessitera des pièces d'autant - Un jeu précis nécessitera des pièces d'autant plus précises.plus précises.
Ajustements Ajustements normalisés normalisés usuelsusuels
Système arbre normalSystème arbre normal
système arbresystème arbre normalnormal,,
– l'écart l'écart fondamental de fondamental de l'arbre : h l'arbre : h
(es=0)(es=0)
Système alésage normalSystème alésage normal
système système alésagealésage normalnormal,,
l'écart fondamental l'écart fondamental de l'alésage : H de l'alésage : H
(EI=0)(EI=0)
CotationCotation
Alésage : Alésage : Ø40H7Ø40H7 Arbre: Arbre: Ø40g6Ø40g6
assemblage :assemblage : Ø40H7g6 Ø40H7g6
Jeu et cotation fonctionnelleJeu et cotation fonctionnelle
Jeux ne constituant pas un ajustemenJeux ne constituant pas un ajustement,t,
Cotation fonctionnelleCotation fonctionnelle,, Chaîne de côtes,Chaîne de côtes,
– Côte condition,Côte condition,– Surfaces terminales,Surfaces terminales,– Conditions et contraintes;Conditions et contraintes;– Exemple;Exemple;– MéthodologieMéthodologie..
Jeu ne constituant pas un Jeu ne constituant pas un ajustementajustement
Pour qu’un mécanisme Pour qu’un mécanisme fonctionne fonctionne normalement, des normalement, des conditions doivent être conditions doivent être assurées:assurées:
– jeu, jeu, – serrage, serrage, – dépassement, dépassement, – Réserve de filetage de Réserve de filetage de
montage,montage,– Etc.Etc.
a1a3
cotation fonctionnellecotation fonctionnelle
La La cotation fonctionnellecotation fonctionnelle permet la recherche des permet la recherche des différentes cotes à respecter différentes cotes à respecter pour le bon fonctionnement pour le bon fonctionnement d’un mécanisme donné: d’un mécanisme donné:
elle permet la détermination elle permet la détermination des des spécifications spécifications fonctionnellesfonctionnelles du système du système..
a1a3
Côte conditionCôte condition
La cote condition La cote condition cc cc est un est un vecteur vecteur qui qui exprime une exigence fonctionnelle.exprime une exigence fonctionnelle.
Par convention, la cote condition Par convention, la cote condition (cc)(cc) sera sera représentée par un vecteur à double trait.représentée par un vecteur à double trait.
– Une Une cccc horizontale sera dirigée de gauche à horizontale sera dirigée de gauche à droite.droite.
– Une Une cccc verticale sera dirigée de bas en haut verticale sera dirigée de bas en haut
a1
a3
a1
a3
Surfaces terminalesSurfaces terminales Les 2 surfaces délimitant la cote condition Les 2 surfaces délimitant la cote condition
sont appelés sont appelés surfaces terminalessurfaces terminales..
Les surfaces de contact entre les pièces Les surfaces de contact entre les pièces sont appelées sont appelées surfaces de liaisonsurfaces de liaison..
Si la cote condition est Si la cote condition est positivepositive on parle de on parle de jeujeu, dans le cas , dans le cas contrairecontraire on parle de on parle de serrageserrage..
Établissement d’une chaîne de Établissement d’une chaîne de côtescôtes
Une chaîne de cotes est un ensemble de Une chaîne de cotes est un ensemble de cotes nécessaires et suffisantes au cotes nécessaires et suffisantes au respect de la cote condition respect de la cote condition cccc..
Contraintes à respecter:Contraintes à respecter:– 11– 22– 33– 44– 55
Contraintes 1Contraintes 1
• La chaîne de cotes La chaîne de cotes débute à l'origine du débute à l'origine du vecteur condition et vecteur condition et se termine à son se termine à son extrémité.extrémité.
a1a3
Contraintes 2Contraintes 2
Chaque cote de la Chaque cote de la chaîne, commence chaîne, commence et se termine sur la et se termine sur la même pièce.même pièce.
a1a3
Contraintes 3Contraintes 3
• Il ne peut y avoir Il ne peut y avoir qu'une seule cote qu'une seule cote par pièce dans une par pièce dans une même chaîne de même chaîne de cotes.cotes.
a1a3
Contraintes 4Contraintes 4
La chaîne de cotes La chaîne de cotes doit être la plus doit être la plus courte possible, afin courte possible, afin de faire intervenir de faire intervenir le moins de cotes le moins de cotes possible. possible.
a1a3
Contraintes 5Contraintes 5
Le passage d'une Le passage d'une cote de la chaîne à cote de la chaîne à la suivante se fait la suivante se fait par la surface par la surface d'appui entre les d'appui entre les deux pièces deux pièces cotées. cotées.
a1a3
ExempleExempleRelation vectorielle : Relation vectorielle : J=aJ=a11+a+a33
Projection:Projection: J=aJ=a11-a-a33
Conditions extrêmes:Conditions extrêmes:
JJminmin=a=a1min1min+a+a3max ; 3max ; JJmaxmax=a=a1max1max+a+a3min 3min
La différence conduit à la relation sur les La différence conduit à la relation sur les intervalles de toléranceintervalles de tolérance
Cette propriété impose de choisir pour les Cette propriété impose de choisir pour les cotes conditions des IT les plus larges cotes conditions des IT les plus larges possibles, afin de réduire le coûtpossibles, afin de réduire le coût des des pièces entrant dans la constitution de la pièces entrant dans la constitution de la chaîne.chaîne.
1 3J a aIT IT IT
a1a3
Chaîne de cotes – cotation Chaîne de cotes – cotation fonctionnellefonctionnelle
Rechercher la fonction à assurer sur le dessin d’ensemble du système
Repérer les surfaces fonctionnelles - les surfaces terminales et de liaison
I nstaller le vecteur cote condition J
A partir de l’origine de J
, tracer le vecteur qui aboutira à la surface de liaison située sur la même
pièce
J oindre, dans l’ordre indiqué par le sens de la condition, les appuis consécutif s des pièces intermédiaires
Le dernier appui appartient à la dernière pièce, le dernier
vecteur va donc du dernier appui à l’extrémité de J
Tolérances géométriquesTolérances géométriques
On en distingue quatre types : On en distingue quatre types :
– Tolérances de forme, Tolérances de forme, – Tolérances d'orientationTolérances d'orientation, , – Tolérances de position, Tolérances de position, – Tolérances de battementTolérances de battement
Tolérances géométriquesTolérances géométriquesde formesde formes
Ligne Ligne quelconque quelconque
Forme d’une ligne quelconque (profil ou contour)Forme d’une ligne quelconque (profil ou contour)
Surface Surface quelconque quelconque
Forme d’une surface quelconque Forme d’une surface quelconque
Rectitude Rectitude Une ligne quelconque du plan suivant une direction donnée, doit être comprise entre Une ligne quelconque du plan suivant une direction donnée, doit être comprise entre deux droites parallèles distante de la valeur de la tolérance.deux droites parallèles distante de la valeur de la tolérance.
Circularité Circularité Le profil (que l'on espère assez proche de la forme circulaire !) doit être compris entre Le profil (que l'on espère assez proche de la forme circulaire !) doit être compris entre deux cercles concentriques et coplanaires dont la différence des rayons est inférieure deux cercles concentriques et coplanaires dont la différence des rayons est inférieure ou égale à la valeur de tolérance. La circonférence intérieure est la plus grande ou égale à la valeur de tolérance. La circonférence intérieure est la plus grande circonférence inscrite dans le profil tandis que la circonférence extérieure est la plus circonférence inscrite dans le profil tandis que la circonférence extérieure est la plus petite circonférence circonscrite dans le profil.petite circonférence circonscrite dans le profil.
Planéité Planéité La surface plane tolérancée doit être comprise entre deux plans parallèles distants de La surface plane tolérancée doit être comprise entre deux plans parallèles distants de la valeur de la tolérance donnée.la valeur de la tolérance donnée.
Cylindricité Cylindricité La surface tolerancée doit être comprise entre deux cylindres coaxiaux dont les rayons La surface tolerancée doit être comprise entre deux cylindres coaxiaux dont les rayons diffèrent de la valeur de la tolérance. Le cylindre extérieur est le plus petit cylindre diffèrent de la valeur de la tolérance. Le cylindre extérieur est le plus petit cylindre circonscrit. La zone de tolérance n'est contrainte ni en position, ni en orientation.circonscrit. La zone de tolérance n'est contrainte ni en position, ni en orientation.
Tolérances géométriquesTolérances géométriquesd’orientationd’orientation
Inclinaison Inclinaison La surface tolérancée est comprise dans une zone de tolérance définie par deux La surface tolérancée est comprise dans une zone de tolérance définie par deux plans parallèles distants de la valeur de la tolérance. La zone de tolérance est plans parallèles distants de la valeur de la tolérance. La zone de tolérance est contrainte en orientation seulement.contrainte en orientation seulement.
Parallélisme Parallélisme La surface tolérancée est comprise dans une zone de tolérance définie par deux La surface tolérancée est comprise dans une zone de tolérance définie par deux plans parallèles distants de la valeur de la tolérance et parallèles au plan de plans parallèles distants de la valeur de la tolérance et parallèles au plan de référence. la zone de tolérance est contrainte en orientation seulement.référence. la zone de tolérance est contrainte en orientation seulement.
PerpendiculaPerpendicularitérité
Perpendicularité d’une ligne (axe) ou d’une surface par rapport à une droite ou un Perpendicularité d’une ligne (axe) ou d’une surface par rapport à une droite ou un plan de référence.plan de référence.
Tolérances géométriques de Tolérances géométriques de positionposition
Spécification de Spécification de Localisation Localisation
Localisation de lignes, axes ou surfaces entre eux ou par rapport à un ou Localisation de lignes, axes ou surfaces entre eux ou par rapport à un ou plusieurs éléments.plusieurs éléments.
Coaxialité/Coaxialité/concentricitéconcentricité
Concentricité d’un axe ou d’un point par rapport à un axe ou un point de Concentricité d’un axe ou d’un point par rapport à un axe ou un point de référence.référence.
Symétrie Symétrie Symétrie d’un plan médian ou d’une ligne médiane (axe) par rapport à u_ne Symétrie d’un plan médian ou d’une ligne médiane (axe) par rapport à u_ne droite ou un plan de référence.droite ou un plan de référence.
Tolérances géométriques de Tolérances géométriques de battementbattement
Battement Battement simple simple
La zone de tolérance est limitée pour chaque position radiale, par deux circonférences La zone de tolérance est limitée pour chaque position radiale, par deux circonférences distantes de t situées sur le cylindre de mesurage dont l'axe coïncide avec l'axe de distantes de t situées sur le cylindre de mesurage dont l'axe coïncide avec l'axe de référence.référence. Battement simple radialBattement simple radial La zone de tolérance est limitée dans chaque plan de mesurage perpendiculaire à l'axe La zone de tolérance est limitée dans chaque plan de mesurage perpendiculaire à l'axe par deux cercles concentriques distants de t dont le centre coïncide avec l'axe de par deux cercles concentriques distants de t dont le centre coïncide avec l'axe de référence.référence. Battement simple oblique Battement simple oblique La zone de tolérance est limitée sur chaque cône de mesurage par deux circonférences La zone de tolérance est limitée sur chaque cône de mesurage par deux circonférences distantes de t. Chaque cône de mesurage a ses génératrices dans la direction spécifiée distantes de t. Chaque cône de mesurage a ses génératrices dans la direction spécifiée et son axe coïncide avec l'axe de référence.et son axe coïncide avec l'axe de référence.
Battement Battement totaltotal
Battement total d’un élément sur l’axe de référence.Battement total d’un élément sur l’axe de référence.
États de surfaceÉtats de surfaceL'aptitude d'une pièce à une fonction donnéeL'aptitude d'une pièce à une fonction donnée
des caractéristiques de son état de surface.des caractéristiques de son état de surface.
les états de surface caractérisent des profils à une les états de surface caractérisent des profils à une échelle échelle nettement inférieurenettement inférieure à celle associée aux défauts géométriques à celle associée aux défauts géométriques (profil, cylindricité, planéité, …) (profil, cylindricité, planéité, …)
il existe de très nombreuses façons de il existe de très nombreuses façons de caractériser l'état d'une surface. caractériser l'état d'une surface.
États de surfaceÉtats de surface
On classe les défauts géométriques en On classe les défauts géométriques en quatre ordres de grandeur :quatre ordres de grandeur :
– Défauts du premier ordreDéfauts du premier ordre; ; – Défauts du deuxième ordreDéfauts du deuxième ordre;;– Défauts du troisième et du quatrièmDéfauts du troisième et du quatrièm
e ordree ordre;;
– DésignationDésignation;;– Représentation sur un dessinReprésentation sur un dessin..
Défauts du premier ordreDéfauts du premier ordre
Ce sont les défauts de forme Ce sont les défauts de forme (unité : (unité :
mm)mm) : :– Écarts:Écarts:
de rectitude, de rectitude, de circularité, de circularité, de planéité, de planéité, de cylindricité. de cylindricité.
Défauts du deuxième ordre Défauts du deuxième ordre
Ondulation Ondulation (unité : micron)(unité : micron) : :
– ligne enveloppe supérieure du deuxième ligne enveloppe supérieure du deuxième ordre passant par la majorité des sailliesordre passant par la majorité des saillies
Défauts du troisième et du quatrième ordreDéfauts du troisième et du quatrième ordre
– caractérisent la caractérisent la rugosité de la surface.rugosité de la surface.
Les défauts du troisième ordre sont Les défauts du troisième ordre sont constitués par des stries ou sillons constitués par des stries ou sillons
les défauts du quatrième ordre sont des les défauts du quatrième ordre sont des défauts apériodiques constitués par des défauts apériodiques constitués par des arrachements, des fentes, etcarrachements, des fentes, etc..
États de surfaceÉtats de surface
RpRpPic maximal observé sur la longueur analysée. Si l'on pose un repère cartésien dont l'axe des abscisses est Pic maximal observé sur la longueur analysée. Si l'on pose un repère cartésien dont l'axe des abscisses est
aligné sur la ligne centrale de la surface à mesurer, le pic maximal, lu sur l'axe des ordonnées, pourra aligné sur la ligne centrale de la surface à mesurer, le pic maximal, lu sur l'axe des ordonnées, pourra également être noté Rp= ymax (voir diagramme ci-dessous)également être noté Rp= ymax (voir diagramme ci-dessous)
RcRc Creux maximal observé sur la longueur analysée (voir diagramme ci-dessous). Rc : Rc= | ymin |Creux maximal observé sur la longueur analysée (voir diagramme ci-dessous). Rc : Rc= | ymin |
RtRt Rugosité totale. Elle correspond à la somme du pic maximal et du creux maximal observé sur la longueur Rugosité totale. Elle correspond à la somme du pic maximal et du creux maximal observé sur la longueur analysée. Rt = Rp + Rc (voir diagramme ci-dessous)analysée. Rt = Rp + Rc (voir diagramme ci-dessous)
RaRa
Écart moyen, ou moyenne arithmétique des distances entre pics et creux successifs. "Ra" correspond à Écart moyen, ou moyenne arithmétique des distances entre pics et creux successifs. "Ra" correspond à ladifférence entre cette distance moyenne et la "ligne centrale". Ce paramètre "moyen" permet de ladifférence entre cette distance moyenne et la "ligne centrale". Ce paramètre "moyen" permet de donner une indication générale résumant les autres paramètres de rugosité d'une surface donnée, et est donner une indication générale résumant les autres paramètres de rugosité d'une surface donnée, et est par conséquent fréquemment utilisé.par conséquent fréquemment utilisé.
Les liaisonsLes liaisons
DéfinitionDéfinition;; Hypothèses;Hypothèses; Nature du contact;Nature du contact; Mobilités d’un solide;Mobilités d’un solide; Les liaisons élémentaires;Les liaisons élémentaires; ExemplesExemples
DéfinitionDéfinition
Liaison mécaniqueLiaison mécanique
On dit que deux pièces sont en On dit que deux pièces sont en liaisonliaison si elles sont en si elles sont en contactcontact par par l’intermédiaire de l’intermédiaire de surfacesurface(s) ou de (s) ou de point(s).point(s).
HypothèsesHypothèses
solides indéformables, solides indéformables,
formes géométriquement parfaites.formes géométriquement parfaites.
Nature du contactNature du contact
Contact ponctuel;Contact ponctuel;
Contact linéique;Contact linéique;
Contact surfacique.Contact surfacique.
Contact ponctuelContact ponctuel
La zone de La zone de contact est contact est réduite à un réduite à un pointpoint
Contact linéiqueContact linéique
La zone de La zone de contact est contact est réduite à une réduite à une ligne qui n’est ligne qui n’est pas forcément pas forcément une droite.une droite.
Contact surfaciqueContact surfacique
La zone de La zone de contact est une contact est une surface:surface:– Plan,Plan,– Cylindre,Cylindre,– Sphére.Sphére.
mobilités d’un solidemobilités d’un solide
x
z
y
Tx
Tz
Ty
x
z
y
Rx
Rz
Ry Rx : Rotation autour de l’axe x Ry : Rotation autour de l’axe y Rz : Rotation autour de l’axe z
Tx : Translation le long de l’axe xTy : Translation le long de l’axe yTz : Translation le long de l’axe z
Les liaisons élémentairesLes liaisons élémentairesA partir des trois volumes élémentaires (plan, cylindre, sphère) nous pouvons définir toutes les combinaisons de contact possibles.
PlanPlan cylindrcylindree
sphèresphère
PlanPlan
cylindrcylindree
sphèresphère
Appui planAppui plan
Linéaire rectiligneLinéaire rectiligne
PonctuellePonctuelle
Pivot glissantPivot glissant
Linéaire annulaireLinéaire annulaire
Sphérique ou rotuleSphérique ou rotule
REP.REP. VOCABULAIRE TECH- VOCABULAIRE TECH- NIQUE DES FORMESNIQUE DES FORMES DEFINITION GENERALEDEFINITION GENERALE
AA AlésageAlésage Forme contenante cylindrique ou nonForme contenante cylindrique ou non
BB ArbreArbre Élément contenu cylindrique ou nonÉlément contenu cylindrique ou non
CC ArrondiArrondi Surface à section circulaire partielle qui est destinée à supprimer une arête vive.Surface à section circulaire partielle qui est destinée à supprimer une arête vive.
DD BossageBossage Saillie prévue sur une pièce afin de limiter la portée (surface d’appui)Saillie prévue sur une pièce afin de limiter la portée (surface d’appui)
EE ChanfreinChanfrein Petite surface obtenue par suppression d’une arête sur une piècePetite surface obtenue par suppression d’une arête sur une pièce
FF CongéCongé Surface à section circulaire partielle destinée à raccorder deux surfaces formant un Surface à section circulaire partielle destinée à raccorder deux surfaces formant un angle rentrantangle rentrant
GG EmbaseEmbase Élément d’une pièce destiné à servir de baseÉlément d’une pièce destiné à servir de base
HH EpaulementEpaulement Changement brusque de la section d’une pièce par usinageChangement brusque de la section d’une pièce par usinage
II FiletageFiletage Rainure(s) hélicoïdale(s) exécutée(s) à partir d’un cylindre ou d’un cône EXTERIEURRainure(s) hélicoïdale(s) exécutée(s) à partir d’un cylindre ou d’un cône EXTERIEUR
JJ GorgeGorge Dégagement étroit généralement arrondi à sa partie inférieureDégagement étroit généralement arrondi à sa partie inférieure
KK LamageLamage Logement cylindrique généralement destiné à « noyer » une tête de visLogement cylindrique généralement destiné à « noyer » une tête de vis
LL MéplatMéplat Surface plane sur une pièce à section circulaireSurface plane sur une pièce à section circulaire
MM NervureNervure Partie saillante d’une pièce servant à augmenter la résistance ou la rigiditéPartie saillante d’une pièce servant à augmenter la résistance ou la rigidité
NN RainureRainure Entaille longue dans une pièce pour recevoir une clavette, une languette ou plus Entaille longue dans une pièce pour recevoir une clavette, une languette ou plus généralement un tenongénéralement un tenon
OO Trou oblongTrou oblong Trou plus long que large, terminé par deux demi-cylindres.Trou plus long que large, terminé par deux demi-cylindres.
PP TaraudageTaraudage Rainure(s) hélicoïdale(s) exécutée(s) à partir d’un cylindre ou d’un cône INTERIEURRainure(s) hélicoïdale(s) exécutée(s) à partir d’un cylindre ou d’un cône INTERIEUR
Éléments de machineÉléments de machine
Entité matérielle Entité matérielle remplissant une remplissant une fonction donnéefonction donnée
Organes de machineOrganes de machine
Entité fonctionnelle Entité fonctionnelle composé de composé de plusieurs éléments plusieurs éléments remplissant une remplissant une fonction donnéefonction donnée
LubrificationLubrification entre deux surfaces en mouvement relatif se entre deux surfaces en mouvement relatif se
produit de la friction qui produit de la chaleur, produit de la friction qui produit de la chaleur, d’où:d’où:
– usure des pièces,usure des pièces,– consommation d'énergie. consommation d'énergie.
La lubrification consiste en l’ajout d’une La lubrification consiste en l’ajout d’une substance entre ces deux surfaces pour substance entre ces deux surfaces pour diminuer ces es effets.diminuer ces es effets.
Cette substance peut être de:Cette substance peut être de:– l'huile, l'huile, – la graisse, la graisse, – du graphite,du graphite,– ou autres. ou autres.
Protection et étanchéitéProtection et étanchéité L‘étanchéité est le résultat de
l'interdiction d'un passage.
L'étanchéité physique concerne l'interdiction de passage d'un solide, d’un fluide ou d’un gaz.
Une enceinte est dite
parfaitement étanche si aucune quantité de fluide qui y est contenue ne peut en sortir et si aucune particule ou fluide ne peut y entrer.
LIAISONLIAISON Une liaison mécanique est, dans un mécanisme, la Une liaison mécanique est, dans un mécanisme, la
mise en relation de deux pièces par contact mise en relation de deux pièces par contact physique permettant de les rendre:physique permettant de les rendre: – partiellement solidaires,partiellement solidaires,– ou totalement solidaires.ou totalement solidaires.
On parle alors de pièces liées et ce contact On parle alors de pièces liées et ce contact contribue éventuellement à la transmission d’un contribue éventuellement à la transmission d’un effort entre les deux pièces.effort entre les deux pièces.
En mécanique, on parle de:En mécanique, on parle de:– liaison, liaison, – liaison cinématique liaison cinématique – ou liaison mécanique.ou liaison mécanique.
Mise en positionMise en position La mise en position La mise en position
doit définir doit définir complètement la complètement la position d’une pièce position d’une pièce par rapport à une par rapport à une autreautre
GuidageGuidage
TranslationTranslation
RotationRotation
