SCHEMA CINEMATIQUE

SCHÉMA CINÉMATIQUE

Un schéma cinématique de mécanisme est un schéma qui doit non seulement permettre la compréhension des différents mouvements du mécanisme, mais aussi comporter le paramétrage des différents solides qui le constituent, en vue des calculs de cinématique, cinétique, dynamique… que l’on peut avoir à faire sur ce mécanisme.

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 afin d’illustrer le fonctionnement attendu sans toutefois limiter le concepteur dans les formes et dimensions à concevoir.

OBJECTIFS

PROBLEMATIQUE

SCHÉMA CINÉMATIQUE

Le schéma cinématique doit représenter le plus fidèlement possible les relations entre les différents groupes de pièces.On trouvera donc :

Des groupes de pièces appelés « classes d’équivalence ».

Des liaisons normalisées situées au niveau de chaque contact entre les classes d’équivalence.

REPRESENTATION

Liaison encastrement

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Encastrement 00 Translation

0 Rotation

Liaison pivot

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Pivot 10 Translation

1 Rotation

Liaison glissière

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Glissière 11 Translation

0 Rotation

Liaison hélicoïdale

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Hélicoïdale 11 Translation

1 Rotation

Remarque : La liaison hélicoïdale ne permet qu’un seul degré de liberté puisque les 2 mouvements relatifs ne sont pas indépendants.

ON DIT QU’ILS SONT CONJUGUES

Liaison pivot glissant

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Pivot glissant 2

1 Translation

1 Rotation

Liaison sphérique à doigt

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Sphérique à doigt 2

0 Translation

2 Rotations

Liaison appui plan

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Appui plan 32 Translations

1 Rotation

Liaison rotule

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Rotule 30 Translation

3 Rotations

Liaison linéaire annulaire

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Linéaire annulaire 4

1 Translation

3 Rotations

Liaison linéaire rectiligne

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Linéaire rectiligne 4

2 Translations

2 Rotations

Liaison ponctuelle

Nom de la liaison

Degrés de

liberté

Mouvements relatifs

Représentation normalisée

Vues planes Perspective

Ponctuelle 52 Translations

3 Rotations

Méthode d’élaboration

Les principales étapes de réalisation d'un schéma cinématique se font à partir du dessin s’ensemble.

ETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE Définir les ensembles de pièces cinématiquement équivalentes.

Recenser les pièces élastiques ou déformables à exclure.

ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS Relier par un trait les classes d’équivalence ayant des contacts entre elles.

ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSESDéterminer la nature du ou des contacts entre les classes d’équivalence.

Observer les degrés de liberté entre les classes concernées.

En déduire les liaisons normalisées correspondantes.

ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL Placer sur le schéma cinématique minimal les différentes liaisons normalisées dans la position relative qu’elles ont sur le dessin d’ensemble.

Relier ces liaisons par les solides schématisés.

Classe 1 : { 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 }

Classe 2 : { 6 ; 8 ; 9 }

Classe 3 : { 7 ; 10 }

Classe 4 : { 11 ; 12 }

ETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE

Définir les ensembles de pièces cinématiquement équivalentes.

Recenser les pièces élastiques ou déformables à exclure.

ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS

Relier par un trait les classes ayant des contacts quelles qu’elles soient, où qu’elles soient.

?

?

? ???

31

2 4

31

2 4

2 cylindres //Glissière

Vis/TaraudageHélicoïdale

Cylindre + EpaulementPivot Cylindre

Pivot glissant

ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSES

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

Observer les degrés de liberté entre les classes concernées.

En déduire les liaisons normalisées correspondantes.

x

y

31

2 4

Glissière

Hélicoïdale

PivotPivot

glissant

ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL

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

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

SCHÉMA CINÉMATIQUE METHODE D’ELABORATION

ETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE

ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS

31

2 4ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSES

Glissière

Hélicoïdale

PivotPivot

glissant

ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL

Placer les liaisons sur les points identifiés précédemment.

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

Exemple de mécanisme

Robot manege.mpg