Schéma cinématique ITEC Première Séquence 3jeanrostand93.fr/itec_p/seq3/sc_cours.pdf · Schéma cinématique ITEC Première - 45 - Centres d’intérêts CI 1.3 - Schéma cinématique

Schéma cinématique ITEC

Première

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Centres d’intérêts CI 1.3 - Schéma cinématique. CI 7.1 - Modélisation des liaisons Séquence 3

Objectifs Pré requis

Identifier la nature du contact entre solides. Déterminer les degrés de liberté d’un sous ensemble. Savoir lire, interpréter et réaliser la schématisation

cinématique d’un système.

Séquence 1 : Représentation du réel.

1 – Contact entre deux solides Consulter la page : Séquences > Schéma cinématique > Contacts & Liaisons

A partir des trois volumes élémentaires plan, cylindre et sphère, nous pouvons définir toutes les combinaisons de contact possibles. Compléter le tableau avec la nature du contact.

SPHERE CYLINDRE PLAN

PLAN

CYLI

NDR

E

SPHE

RE

2 – Degrés de liberté Les degrés de liberté sont les mouvements possibles en ________________________ ou en _______________________ d’un solide par rapport à un autre.

Compléter avec un « 1 » quand le degré de liberté est possible ou avec un « 0 » quand le mouvement n’est pas possible dans les cas suivant. Attention, la nature du contact doit être conservée au cours du mouvement.

T R

T R

T R

T R

T R

T R

푥⃗ 푦⃗

푧⃗

푥⃗ 푦⃗

푧⃗

푥⃗ 푦⃗

푧⃗

푥⃗ 푦⃗

푧⃗

푥⃗ 푦⃗

푧⃗

푥⃗ 푦⃗

푧⃗


Première

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3 – Tableau des Liaisons

Nom de la liaison Exemple Symbole

Représentation plane Perspective

Encastrement ou fixe

0 degré de liberté

0 translation 0 rotation

Pivot

Glissière

Hélicoïdale

Pivot glissant


Première

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Sphérique à doigt ou Rotule à doigt

Sphérique ou Rotule

Appui plan

Linéaire annulaire

Linéaire rectiligne

Ponctuelle


Première

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4 – Schématisation cinématique La schématisation cinématique est un outil permettant une communication facile et rapide autour du fonctionnement d’un système sans présager les solutions technique retenues. Il met en évidence les possibilités de mouvements relatifs entre les groupes cinématiquement liés par les liaisons. Ces liaisons sont positionnées dans l'espace en situation de fonctionnement. On ne représente ni les épaisseurs de pièces, ni les solutions technologiquement développées.

Réel

Représentation du réel

Représentation schématique

Un schéma cinématique :

est une représentation graphique fidèle et synthétique d’un système technique. permet d’avoir une vision globale du positionnement des sous-ensembles cinématiquement équivalents les uns

par rapport aux autres. fait ressortir la structure et les interactions entre les composants ce qui permet d’appréhender plus facilement

le fonctionnement du système étudié.

Etapes de réalisation

4.1 - Identification des classes d’équivalences

L’analyse d’une liaison se fait toujours entre deux solides ou deux classes d’équivalences.

Identifier toutes les pièces en liaisons encastrement. Les colorier sur le plan d’ensemble de la même couleur. Exclure les éléments déformables (joints dynamiques, ressorts). Recenser les pièces en liaisons encastrement en les notant sous la forme suivante :

SE1 = {....., ....., ....., ....., ....., .....} En rouge

SE2 = {....., ....., ....., ....., ....., .....} En vert

SE3 = {....., ....., ....., ....., ....., .....} En bleu

SE4 = {....., ....., ....., ....., ....., .....} En rose

SE5 = {....., ....., ....., ....., ....., .....} En gris

Nom de la classe Recensement des repères de pièces Couleur sur le dessin d’ensemble


Première

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4.2 - Réalisation du graphe de contact

Chaque classe d’équivalence est au moins en contact avec une autre classe d’équivalence, il faut identifier ces contacts à partir du dessin d’ensemble et les inscrire dans un graphe de contact.

Décoder le dessin d’ensemble : deux couleurs en contacts = deux classes d’équivalence en contacts. Représenter les contacts sur le graphe par un trait reliant les classes d’équivalence avec.

4.3 - Identification des liaisons

L’identification d’une liaison peut se faire par deux moyens :

à partir de la nature du contact et des formes élémentaires, à partir des degrés de liberté.

Le résultat se présente sous la forme d’un tableau :

Repère de la liaison Nature du contact

Translation suivant l'axe

Rotation suivant l'axe Nom et axe de la liaison

X Y Z X Y Z

Entre SE1/SE5

1 surface cylindrique + 2 surfaces planes 0 0 0 0 1 0 Liaison pivot axe Y

4.4 - Réalisation du schéma cinématique

Le schéma cinématique peut se faire en 2D suivant la vue la plus pertinente ou bien en 3D. Dans tous les cas, il doit respecter l’architecture du système, pour cela :

Repérer le centre de chaque liaison. Tracer chaque liaison en respectant les couleurs. Prolonger les traits représentant si possibles la forme des pièces réelles. Indiquer par le symbole de la « masse » l’ensemble cinématique qui est fixe.

Pour aller plus loin : Séquences > Schéma cinématique > Schématisation


Première

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Serre joint Le serre joint représenté page suivante, est utilisé dans la maçonnerie ou par les bricoleurs. En fonctionnement normal, ce système est composé de 5 classes d'équivalence.

A = { 1 , ...................................} à colorier en violet.

B = { 2 , ...................................} à colorier en bleu.

C = { 3 , ...................................} à colorier en rouge.

D = { 5 , ...................................} à colorier en vert.

E = { 6 , ...................................} à colorier en jaune.

Question 1 - Compléter ces classes d’équivalence et les colorier sur toutes les vues du dessin d’ensemble avec les couleurs indiquées ci-dessus.

Question 2 - Compléter le graphe de contact ci- dessous :

Question 3 - Déterminer les liaisons entre ces classes en complétant le tableau ci-dessous (le repère est indiqué sur le dessin d'ensemble).

Remarque : Attention, la pièce 2 contient deux filetages, l'un à droite, l'autre à gauche.

Repère de la liaison Nature du contact

Translation suivant l'axe

Rotation suivant l'axe Nom et axe de la liaison

X Y Z X Y Z

A et B

B et C

B et D

C et D

C et E

Question 4 - Compléter l'ébauche du schéma cinématique page 51 en respectant les couleurs des classes d'équivalence.


Première

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Etau orientable Ce mécanisme doit serrer, puis orienter une pièce par rapport à l'axe de perçage fixe d'une perceuse à colonne. La pièce à percer est maintenue entre les pièces (5) et (6). Lorsque l'étau est incliné comme sur la figure de droite, il est soutenu par une cale qui n'est pas représenté sur le dessin d'ensemble.

Question 1 - Compléter les classes d'équivalence en n'y plaçant que les pièces repérées sur le dessin d'ensemble, page 53, vue en coupe A-A c'est-à-dire les pièces (1) à (18).

Question 2 - Colorier sur les deux vues ces classes d'équivalence en indiquant auparavant les couleurs choisies

A = { 1 }

B = { 2 , .........................................}

C = { 4 , 18 , ..................................}

D = { 6 , ........................................}

E = { 11 , ......................................}

Question 3 - Sur une feuille de copie, tracer le graphe de contact.

Question 4 - Réaliser l'analyse des liaisons sous forme d'un tableau.

Question 5 - Tracer le schéma cinématique en 2D suivant la vue en coupe A-A. Vous respecterez les couleurs des classes d'équivalence ainsi que l’emplacement des liaisons les unes par rapport aux autres.

Nomenclature Rep Nbre Désignation

1 1 Semelle 2 1 Socle pivotant 3 1 Axe 4 1 Embase inclinable 5 1 Mors fixe 6 1 Mors mobile 7 7 Vis à tête fraisée F HC M3 10 8 1 Plaque 9 1 Coulisseau

10 1 Ecrou 11 1 Vis de manœuvre 12 1 Rondelle M10 13 1 Pallier lisse 14 1 Volant 15 1 Clavette parallèle - forme A 3x3x13 16 1 Rondelle M5 17 1 Ecrou borgne M5 18 1 Butée 19 2 Vis à tête carré Q M6 25 20 2 Ecrou hexagonal H M6 21 1 Levier de serrage


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Robot de peinture 1 - Présentation

Le mécanisme étudié est un système qui vient se fixer au bout d’un bras d’un robot de peinture. On accroche un pistolet de peinture sur l’axe (12) et un moteur électrique fait tourner celui-ci.

Le système transforme le mouvement de rotation continu du moteur électrique en mouvement oscillant (rotation alternative). Il est possible de régler l’angle d’oscillation du pistolet en déplaçant l’ensemble (32+33).

2 - Lecture de plan

Question 1 - Sur le dessin d’ensemble, repasser en bleu les plans de coupe A-A, B-B et C-C.

Question 2 - Sur toutes les vues, colorier en rouge la pièce 19, en vert la pièce 30 et en orange la pièce 34.

Question 3 - Dans le tableau ci-dessous, repérer, parmi les pièces données, celles qui sont représentées en coupe et sur quelle(s) coupe(s). (Rayer les réponses fausses)

Repère Représentée en coupe Nom de la coupe

1 Oui Non A-A B-B C-C











3 - Fonctionnement

Question 4 - Identifier le mouvement des pièces (34), (30), (23), (21), (19), (14), (13), (12) et (10) par rapport au bâti (1) et (2).

Rotation continue → pièce(s) repère(s) :

Translation alternative → pièce(s) repère(s) :

Aucun mouvement → pièce(s) repère(s) :

Rotation alternative → pièce(s) repère(s) :

Mouvement dans le plan → pièce(s) repère(s) :


Première

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4 - Etude cinématique

Question 5 - Compléter les classes d’équivalence du mécanisme.

Bâti : A = {1

Arbre de sortie : B = {12

Arbre d’entrée : C = {14

Bielle : D = {19

Bielle : E = {23

Bielle : F = {29

Axe de réglage : G = {32

Coulisse : H = {33

Question 6 - Colorier les classes d’équivalence B à H. (Vous utiliserez le rouge pour la classe D, le vert pour la classe avec 30 et l’orange pour la classe avec 34. Les autres couleurs sont libres)

Question 7 - Sur une feuille de copie, réaliser un tableau pour identifier les différentes liaisons du système. Vous pouvez vous aider du graphe de contact ci-dessous, que vous complèterez au fur et à mesure en ajoutant le nom de la liaison entre chaque classe d’équivalence :

Question 8 - Page 56, repasser en couleurs les traits déjà tracés, puis compléter le schéma cinématique spatial avec les liaisons.

Question 9 - Réaliser le schéma cinématique avec Open Méca.


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