Le schéma cinématique

Le schéma cinématiqueSéquence 3 : cinématique

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Introduction : Le schéma cinématique, à quoi ça sert?

• Par définition, un mécanisme est composé de plusieurs sous ensembles reliés entre eux par une ou plusieurs liaisons.

- Mais la lecture des plans d’ensemble n’est pas toujours aisée (cas de mécanismes existants) et il est utile d’en simplifier la représentation.

- - Lorsque le mécanisme n’existe pas (phase de conception), on a besoin d’un schéma illustrant le fonctionnement attendu sans toutefois limiter le concepteur dans les formes et les dimensions à concevoir

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• Que faut-il donc représenter ?

Le schéma cinématique doit présenter le plus fidèlement et le plus simplement possible les relations entre les différents groupes de pièces.

On trouvera donc :

• Des groupes de pièces représentés sous forme de « fils de fer ». On les appelle aussi « blocs cinématiques » ou « classes d’équivalence »

• Des liaisons normalisées situées au niveau de chaque contact entre les groupes de pièces.

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• Exemple Serre-joint

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4X

Z

Y

A

B

C

A

CB


• Autre exemple Étau de modélisme

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Méthodologie

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METHODE D’ELABORATION


Les principales étapes de réalisation d'un schéma cinématique sont présentées ci-dessous

ETAPE 1 : REPERER LES GROUPES CINEMATIQUES

Colorier les classes d’équivalence sur le plan d’ensemble

Recenser les pièces composant chaque groupe (les pièces élastiques à exclure)

ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES GROUPES

Déterminer la nature du ou des contacts entre les classes d’équivalence.

et/ou observer les degrés de liberté entre les groupes concernés.

En déduire la liaison normalisée correspondante (centre et axe)

ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL

ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS

Relier par un trait les groupes ayant des contacts quels qu’ils soient.

Etape 1 : Les classes d’équivalences

Définition

On appelle classe d’équivalence d’un mécanisme, un ensemble de pièces en liaison encastrement (ou cinématiquement liées).

Rem n°1 : Un mécanisme est composé de plusieurs classes d’équivalence

Rem n°2 : Une classe d’équivalence peut comporter une seule pièce

Rem n°3 : Une classe d’équivalence correspond à un sous ensemble qui n’a pas put être fabriqué d’un seul bloc .

Repérage des classes d’éauivalence

Les classes d’équivalence peuvent être repérées de deux méthodes différentes :

1°) Sur le dessin d’ensemble du mécanisme :

Les pièces appartenant à une même classe d’équivalence sont coloriées de la même couleur.

2°) Sur un feuille

On nomme les classes d’équivalence (A, B, C … où E1, E2, E3 …), puis on inscrit entre parenthèse le repère des pièces appartenant à la classe d’équivalence

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• Rem n°1 : Une pièce ne peut pas appartenir à deux classes d’équivalence différentes

• Rem n°2 : Lors du coloriage des classes d’équivalence on utilisera des couleurs facilement différenciables

• Rem n°3 : On colorie toutes les vues du dessin d’ensemble

• Rem n°3 : Les pièces déformables (dont la fonction est de se déformer comme un ressort) sont exclues de toutes les classes d’équivalence

• Rem n°4 : Pour simplifier l’étude on peut considérer certaines pièces comme fixe par rapport à d’autres Ex : Le roulement peut être considéré comme fixe avec l’arbre ou l’alésage, l’anneau élastique peut être considéré comme fixe avec l’arbre sur lequel il est monté.

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Exemple n°1 :

Classes d’équivalence d’une perforatrice

La pièce Rep 8 est ressort, dont la fonction est de ramener en

position initiale le levier 1 (ressort de rappel).

Le mécanisme est composé de 3 classes d’équivalences.

Les pièces 4 et 10 appartiennent à la même classe

d’équivalence car ils sont liés grâce aux deux rivets.

L’anneau élastique est considéré comme lié avec l’axe 6.

Les 3 classes d’équivalence sont :

= (1, 2, 3) = (4, 5, 9, 10) = (6, 7)

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METHODE D’ELABORATIONETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE

Ce repérage s’effectue en observant le plan d’ensemble ou le mécanisme lui-même s’il est à notre

disposition. Sur le plan, la meilleure méthode consiste à colorier d’une même couleur les groupes de

pièces en liaison encastrement.

Recenser les pièces de

chaque groupe.

Groupe 1 : 3’; 4’; 5; 6; 11

Groupe 2 : 1; 10

Groupe 3 : 3; 4; 7; 9

Groupe 4 : 2

Etape 2 : le graphe des liaisons

• Le graphe des liaisons est un dessin indiquant les différentes liaisons entre chacune des classes d’équivalence du mécanisme. Les liaisons sont représentées par trait reliant les classes d’équivalence et le nom de la liaison ainsi que son repère d’orientation.

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Exemple n°2 :

Graphe des liaisons de la perforatrice

A

C

B

y

x

X1

A

B

C

Liaison pivot

(C, x)

Liaison

pivot glissant

(A, y)

Liaison ponctuelle

(B, x1)


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ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS

Relier par un trait les groupes ayant des contacts quels qu’ils soient.

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2 4

?

?

? ?

Le graphe des liaisons a pour but d’établir les relations existant entre les groupes identifiés

précédemment. On va donc, de manière systématique observer les contacts éventuels entre groupes.


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31

2 4

- Déterminer la nature du ou des contacts entre les groupes et/ou observer les degrés de liberté entre les

groupes concernés..

- En déduire la liaison normalisée correspondante (centre et axe)

2 contacts

cylindriques

parallèles

Filetage /

taraudage

Cylindre +

épaulement Cylindre

Glissière

(A,x)

Hélicoïdale

(B,x)

Pivot

(C,x)Pivot glissant

(D,y)

A

BC

D

Etape 4 : le schéma cinématique

Définition

Le schéma cinématique d’un mécanisme est une représentation simplifiée d’unmécanisme utilisant des symboles graphiques (les liaisons cinématiques) pourreprésenter les mobilités entre les classes d’équivalence du mécanisme. Lespièces sont alors représentées sous leur plus simple expression : des traits.

Rem n°1 : La pièce qui est complètement fixe est appelée bâti, elle est reliée ausymbole

Rem n°2 : Les pièces déformables sont représentées à l’aide de symboles.

Rem n°3 : Certaines pièces sont représentées à l’aide de symboles graphique(poulies, courroies, engrenages …). L

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Exemple n°3 :

Schéma cinématique de la perforatrice

Les liaisons sont représentées convenables

orientées en utilisant les couleurs des classes

d’équivalence correspondantes.

Le ressort est symbolisé, pour montrer au lecteur

sa présence.

Séquence n°3 Chapitre 2 : Le schéma cinématique

1.1 Symbole graphique

bâti

Système Roue

et vis sans fin

Roue dentée

extérieure

Roue dentée

intérieure Poulie

Roue dentée

conique


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x

y

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2 4

Glissière

Hélicoïdale

PivotPivot

glissant


- Choisir le point de vue le plus explicite pour le schéma (plan x,y)

- Repérer la position relative des liaisons (au centre du contact réel)

Maintenant, vous n’avez plus

besoin du plan…

A

B

CD


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ETAPE 1 : REPERER LES GROUPES CINEMATIQUES

ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS 31

2 4


Glissière

Hélicoïdale

PivotPivot

glissant


- Choisir un point de vue de représentation (plan x,y)

- Placer les liaisons sur les

points identifiés précédemment

- Repérer la position relative des liaisons (au centre du contact réel)

- Relier les liaisons entre elles en

respectant les blocs (couleurs)

- Terminer l’habillage du schéma

Maintenant, vous n’avez plus

besoin du plan…

Glissière

Hélicoïdale

Pivot

glissantPivot

A

B

CD

Votre schéma est

TERMINÉ !

Documents

Le schéma cinématique