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LIAISONS MECANIQUES

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MODELISATION DES LIAISONS

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Objectif :

Définir les différents types de liaison ; nommer les caractères et les modes des liaisons et schématiser certaines liaisons entre les pièces.

1- Axes et mouvements :

Entre deux pièces liées nous avons dans l’espace 6 possibilités de mouvements : Pour chaque axe, une rotation (R) et une translation (T).

Suivant un axe, chaque mouvement possible entre

deux pièces est un degré de liberté.

Suivant un axe, chaque mouvement impossible entre deux pièces est un degré de liaison.

Pour toutes les liaisons, degré de liberté + degré de liaison = 6.

2- Caractères des liaisons :

Un vocabulaire mnémotechnique simplifié permet aux jeunes apprenants qui n’ont pas encore acquis une culture et un langagetechnique de mieux s’en tirer.

Liaison complète et liaison partielle :

La liaison est complète (C) lorsqu’aucun mouvement relatif n’est possible entre les pièces

liées.

La liaison est partielle (C ) lorsque dans une direction au moins un mouvement relatif entre

les pièces liées est possible.

Liaison rigide et liaison élastique :

La liaison est rigide ) lorsqu’elle n’est élastique dans aucune direction.

La liaison est élastique (r ) lorsque dans une direction au moins, le déplacement provoque

directement ou i ndirectement la déformation d’un élément élastique. Liaison démontable et liaison non démontable :

La liaison est démontable (dé) lorsqu’il est possible de supprimer la liaison sans provoquer la

détérioration des pièces liées ou des organes de liaison.

La liaison est non démontable ( dé ) lorsqu’il n’est pas possible de supprimer la liaison sans

provoquer la détérioration des pièces liées ou des organes de liaison.

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Remarque : La liaison qui est complète n’est pas partielle, celle qui est rigide n’est pas

élastique et celle qu i est non démontable n’est pas démontable.

Donc une lia ison ne peut avoir que 3 caractères parmi les 6

qu’on dénombre. 3- modes des liaisons : 3.1- Liaison par adhérence et liaison par obstacle :

La liaison est par adhérence (a) lorsqu’ un phénomène d’adhérence s’oppose à la

suppression de la liaison.

La liaison est par obstacle ) lorsque la rupture d’ un obstacle est nécessaire pour supprimer

la liaison.

3.2- Liaison directe et liaison indirecte :

La liaison par obstacle ou par adhéren ce est directe (di) lorsque la forme des pièces liées

participe directement à la liaison.

La liaison par obstacle ou par adhéren ce est in directe ( ) lorsqu’elle nécessite un élément ou un ensemble d’éléments intermédiaire pour assurer la liaison.

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Remarque : parmi les mo des, une liaison peut aussi être réglable (ré) ou non réglable

DEFI NI TI ON D’U NE LI AIS ON : Il te une on entre 2 olides qu‘un ou ieurs

degrés de liberté

upprimés entre ces deux

Représentation

Enca

Pièces assemblées par

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LES AISONS QUES RES (NF EN 23952, ISO 3952)

Degrés

Nom de la de Mouvements

ou Fixe

Pivot

Glissière

Hélicoïdale 1

Translation

rotation conjuguées (vis +

Pivot t

Sphérique à

doigt

Appui plan

ou sphérique

Linéaire

annulaire ou sphère-cylindre

rectiligne

Ponctuelle ou

-plan

DEFINI E

rotation conjugueés

translation

Linéaire

Plan et arête

+

Linéaire

Sphère et cyli ndre

+

Son centre

Plan et poi nte de cône

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Remarque : La liaison hélicoïdale ne permet qu’un seul degré de liberté puisque les 2

mouvements relatifs ne sont pas indépendants.

NOM DE A ACES GENERAL ENT EES

LIAISON

Cyli ndre creux / Cylindre plei n + plan \ plan.

Pivot Cyli ndre creux / Cylindre plei n + contact Son axe de rotation

ponctuel

1 paire de plans non parallèles (ou plus) / 1

Glissière paire de plans Son axe de translation

Plan / P lan + contact li néique

Hélicoïdale Filetage / taraudage Son axe de translation et de

Pivot glissant Cylindre creux / Cylindre plein Son axe de rotation et de

Appui plan

Plan / P lan Sa normale au plan

Rotule Sphère creuse / sphère plei ne Son centre

La normale au plan.

rectiligne Plan et génératrice de cylindre La direction de la droite de

contact

Son axe de translation

circulaire

Plan et sphère

Ponctuelle Sa normale au plan de contact

de

contact

suivant

suivant

Nom, centre et axe de la

E1 et

Plan de normale A z

1

0

0

0

0

0

Glissière (A, Ax)

E2 et

d’axe Bx

1

0

0

1

0

0

Hélicoïdale (B, Bx)

E3 et

centre C

0

0

0

1

1

1

Rotule de centre C

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I. METH ODE D’ETAB LIS S EMENT D’U N S CH EMA CI NEMATI QU

Exemple1 : Serre joint pour le bricolage

Y

ETAPE 1 : ID E N T IF IC AT ION D E S C L AS S ES D ’E QU CLASSE D’EQUIVALENCE Groupe de pièces n’ayant

aucun mouvement entre elles : Pièces en liaison fixe. Sont exclues : Les pièces déformables (Joints, ressorts) et les roulements. On considérera chaque classe d’équivalence

comme un seul solide indéformable noté E a) Repérer les pièces élastiques à exclure de toutes classes d ’équivalence

b) Coloriage des classes d’équivalence sur le plan

AUCUNE PIECE NE DOIT RESTER BLANCHE

c) Ecritures des classes d’équivalence en extension :

E1 = {1, 2, 3} E2 = {4} E3 = {5, 6} E4 = {7}

(3 est riveté à 1 et 2 est soudé à 1 : 1,2 et 3 forme nt donc la classe d’équi valence E1).

ETAPE 2 : ID E N T IF IC AT ION D E S L IAIS ON S E N T R E L E S CL AS S E S D ’E QU IV AL E NC E

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

On ne s’intéresse qu ’aux contacts permanents entre les pièces lors du fonctionnement

considéré du mécanisme. b) En déduire les degrés de mobilité entre les « E » (0 ou 1)

c) Identifier les liaisons mécaniques entre les « E » (nom de la liaison normalisée + centre

de la liaison + axe et/ou normale au plan de contact). Remplir le tab leau des mobilités.

Repère Nature des face s de Translation liaison plane, …) X Y Z X Y

Entre Plan de normale A y +

Entre Filetage/taraudage

Entre Surface sphérique de

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ETAPE 3 : ETABLISSEMENT DU GRAPHE DES LIAISONS

Il permet de mettre en évidence les liaisons entre les classes d'équi valence. On y indique pour

chaque liaison :

- Le nom de la liaison mécanique

- Le centre de la liaison mécanique

- L’axe de la liaison et/ou la normale au plan de contact.

E1 Glissière (A, Ax) E2 Hélicoïdale (B, Bx)

E4 Rotule (C)

ETAPE 4 : ETABLISSEMENT DU SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL

Schéma : Parce qu’il sert à expliquer ou comprendre le fonctionnement du mécanisme.

Cinématique :Parce qu’il représente les mouvements possibles entre les pièces.

Minimal : Car il est constitué de classes d’équi valence. Le nombre de solides représenté est donc

minimal, ainsi que le nombre de liaisons entre solides.

Principe :

- Les liaisons que l’on a trouvées doivent être disposées si possible de la même manière que

sur le dessin d’ensemble.

- Les traits reliants les liaisons doi vent faire apparaître la silhouette générale des pièces du

dessin. Le schéma représente le dessin d’ensemble du mécanisme. Il doit donc y ressembler.

- Il est élaboré avec les couleurs des classes d’équi valence en utilisant la représentation

normalisée des liaisons (toutes les classes d’équi valence ont la même épaisseur de traits).

- La pièce immobile par rapport à la terre (ou s’il n’ y en a pas, celle qui sert de référence par

rapport aux autres), sera repérée par des hachures ou le symbole

E1

C

Z

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Exemple2 :Etau d

Soit à dessiner le schéma ci nématique de l'étau d’ajusteur (voir dessin d'ensemble). Son

fonctionnement est le suivant: T1 → On positionne la pièce entre les mors

5.

T2 → On tourne la poignée 3 puis on serre. T3 → On tourne 3 en sens inverse et on

retire la pièce. Classes d'équi vale nce: A : mouvement de translation

A={1, 2, 4, 5’, 6’, 15}

B : mouvements de rotation + translation B= {8} C : mouvements de rotation + translation

C = { 3, 13’} D : pièces fixes

D = {5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14}

Liaisons: A / D : liaison glissière B / D : liaison hélico ïdale A / B : liaison pivot

B / C : liaison pivot-g lissant 1. Schéma technologique ou schéma d'assemblage

Ce schéma permet de mieux comprendre comment sont assemblées les pièces d'un mécanisme. Les classes d'équi valence sont celles liées aux mouvements lors de l'assemblage étudié.

Exemple:

On vous demande de dessiner le schéma d'assemblage de l'étau sur l'établi.

Classes d'équi vale nce:

E : mouvement de rotation + translation Pièce : 11

F : mouvement de translation Pièce : 10

G : mouvement de translation + ro tation Pièces 12, 13

H : pièces fixes

Toutes les autres pièces

Liaisons: E / F : liaison pivot

E / H : liaison hélicoïdale E / G : liaison pivot-g lissant