La schématisation cinématique des mécanismes

Objectif de la modélisation

Le schéma cinématique permet de donner une représentation simplifiée d’un mécanisme, à l’aide de symboles afin de faciliter :

L’analyse de son fonctionnement et de son l’architecture

L’étude des différents mouvements

Notion de solide

On distingue trois familles de corps : les corps solide : (Bielle appartenant à un mécanisme

…) les corps liquide : (eau, huile …) les corps gazeux : (air …)

Notion de solide Dans les corps solides, on fera la différence entre

un solide réel et un solide parfait :Le solide parfait est un modèle théorique du solide réel. Ce modèle théorique est indéformable quels que soient les efforts qui lui sont appliqués et il a une géométrie parfaite.

En pratique, pour le cours de mécanique, on utilisera :

soit des solides parfaits. soit des solides déformables suivants une loi connue

(Ressort,…)

Référentiel Un référentiel est déterminé par le

choix d’un repère d’espace et d’un repère de temps.

En effet, un repère d’espace n’est pas en lui-même suffisant pour décrire le mouvement d’un solide par rapport au système de référence, car si le repère d’espace permet de connaître la forme de la trajectoire, il ne permet pas de préciser la position du mobile sur celle-ci à un instant donné.

Degrés de liberté et liaisons

Si on considère deux solides n’ayant aucun contact entre eux, le nombre de mouvement indépendant possible entre les deux solides est de 6.

La pièce peut se déplacer : en Translation suivant chacun des

axes  en Rotation autour de chacun des axes 

Ces mouvements relatifs indépendants possibles constituent les degrés de liberté (ddl)

x

z

y

RXRY

RZ

TXTY

TZ

Nature des surfaces de contact

Sphère/plan

Nature des surfaces de contact

Cylindre / plan

Sphère / cylindre

Nature des surfaces de contact

Plan / plan

Cylindre / cylindre

Sphère / sphère

Cône / cône

Hélice / hélice

Les liaisons mécaniques Un système mécanique est composé de

plusieurs solides ayant une ou plusieurs surfaces de contacts entre eux.

Chaque contact entre les deux pièces limite les mobilités

Ainsi, les caractéristiques géométriques de ces surfaces de contact (et donc les mobilités supprimées) permettent de définir des liaisons que l’on appellera liaisons mécaniques.

Liaison avec 0 mobilité

Liaison encastrement

Liaisons avec 1 mobilité

Liaison glissière

Liaisons avec 1 mobilité

Liaison pivot

Liaisons avec 1 mobilité

Liaison hélicoïdale

Liaison avec 2 mobilités

Liaison rotule à doigt

Liaison avec 2 mobilités

Liaison pivot glissant

Liaisons avec 3 mobilités

Liaison rotule

Liaisons avec 3 mobilités

Liaison appui-plan

Liaison avec 4 mobilités

Liaison sphère cylindre

Liaison avec 4 mobilités

Liaison cylindre plan

Liaison avec 5 mobilités

Liaison ponctuelle