cours de mecanisme 2020

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MECANISMES
Objectif général: L’étudiant doit être capable d’analyser les mécanismes courants sur les
plans cinématique, dynamique de concevoir des mécanismes simples pour la résolution des
problèmes techniques.
Objectifs spécifiques
Définir les différents couples cinématiques
Expliquer les différents modes de représentations des systèmes mécaniques
Exécuter l’analyse structurale d’un mécanisme
Déterminer le degré de mobilité d’un mécanisme
Exécuter le graphe des liaisons, calculer le degré cyclomatique et de mobilité d’un mécanisme
Construire le schéma cinématique d’un mécanisme
Déterminer l’espace parcouru par différents éléments et point d’un mécanisme
Construire l’épure des vitesses et des accélérations des éléments et des points isolés d’un
mécanisme
Construire les courbes cinématiques
Déterminer les positions, exprimer les vitesses et les accélérations des éléments et des points
isolés d’un mécanismepar la méthode analytique
Contenu du cours
Chap. I Analyse structurale des mécanismes.
Application aux principaux mécanismes courant.
Chap. II Etude cinématique des mécanismes plans par la méthode cinéto-graphique et la
méthode analytique.
Application aux principaux mécanismes.
Chap. III Etude cinématique des mécanismes à cames. (Excentriques)
Chap. IV Etude dynamique des mécanismes courants.
Prérequis
Cinématique et dynamique, mathématique : notion d’intégrale et de dérivation, Analyse
vectorielle etc.
Mode d’Evaluation :

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Projet individuel sur toute la période à défendre au terme de la période. Il compte pour 60%
des notes de l’UE. Deux évaluations qui comptent pour 40% de la moyenne de l’UE.
Méthodes d’enseignement : méthode interactive, cours magistral travaux dirigés et travaux
pratique
Bibliographie
1- Mécanique par les problèmes, A. Campa et autres
2- Mécanique T-2, René Basquin
3- Théorie des mécanismes et des machines, I. Artobolevski
4- Kinematics chains and machine components design Dan B. Marghitu, Elsevier
Academic Press;
Enseignant Dr Ing. Léandre Mathias VISSOH
Maitre-Assistant des Universités du CAMES

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Chapitre 1
ANALYSE STRUCTURALE DES MECANISMES
1. INTRODUCTION
Un système de corps destiné à transformer le mouvement d’un ou de plusieurs corps en des
mouvements déterminés d’autres corps est appelé mécanisme.
Les mécanismes des machines sont extrêmement variés. Certains d’entre eux ne comportent
que des corps solides. D’autres incluent aussi comme parties intégrantes des corps fluides,
des dispositifs électriques magnétiques et autres. Les mécanismes de cette espèce sont
appelés respectivement hydraulique, pneumatique électriques etc.
Du point de vue fonction, les mécanismes des machines se divisent généralement en :
1- Mécanisme des moteurs et des convertisseurs
Ces mécanismes transforment différentes formes d’énergie en énergie mécanique.
Il s’agit des moteurs à combustion in ternes, des machines à vapeur, des commandes
hydrauliques etc.
2- Mécanismes de transmission
Ils ont pour but de transmettre le mouvement du moteur à la machine technologique ou aux
mécanismes exécutifs qui agissent directement sur le milieu ou sur l’objet de travail. Ils
changent la forme, l’état, la position et la propriété de milieu ou de l’objet. Comme exemple
de mécanismes exécutifs on peut citer les mécanismes des machines-outils qui modifient la
forme de la pièce de métal par enlèvement de copeau de manière à obtenir en définitive le
profil présent.
3- Mécanismes de commande, de contrôle et de régulation
Ils comprennent divers mécaniques servant à contrôler les dimensions de l’article à usiner ;
des palpeurs mécaniques qui placés en aval signalent les écarts des machines-outils par
rapport au programme de coupe préétablie ;
4- Mécanismes d’avance de transport, de stockage, d’alimentation et de triage des
métaux et objets à travailler

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Il s’agit des trans-traineurs, les élévateurs pour le transport et l’amenée des matériaux, les
grues mécaniques, les mécanismes de triages des produits finis suivant les dimensions, le
poids et la configuration.
5- Les mécanismes automatiques des comptages, de pesage et de conditionnement des
produits finis
Sont employés sur un grand nombre de machines qui sont destinées à la fonction en masse
de mesures des pièces.
Liaison unilatérale/bilatérale
Lorsqu’une liaison du fait même de sa réalisation technologique ne peut pas être rompue (sauf
par destruction du système), elle est dite bilatérale. Dans le cas contraire, la liaison est dite
unilatérale.
Liaison holonome/non holonome
Les liaisons pour lesquelles l’équation de liaison est uniquement fonction des paramètres de
position (équation holonome), est dite liaison cinématique. Sinon, l’équation de liaison est
dite non-holonome.
Par exemple, une liaison pivot, autorise la rotation autour de l’axe du pivot, mais interdit les
autres mouvements, translations, ou rotations autour des deux autres axes. Si les
mouvements relatifs entre les deux solides S1 et S2 sont paramétrés par trois paramètres de
translation et trois paramètres de rotation :
Alors l’existence d’une liaison pivot impose les cinq équations holonomes suivantes :
X= Xo, Y= Yo, Z = Zo, β = βo, γ = γ

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Si cette liaison est motorisée et que le moteur impose une vitesse de rotation w(t), cette
motorisation impose une dernière équation de liaison qui, cette fois, est non-holonome:
En règle générale, un actionneur impose l’évolution temporelle d’un paramètre de position et
conduit donc, quelles que soient les conditions de fonctionnement à des équations non-
holonomes.
2. ETUDE STRUCTURALE DES MECANISMES
La structure d'un mécanisme représente "le nombre, le type des éléments d'un mécanisme et la
séquence de leurs contacts ". Par la structure, on détermine les caractéristiques importantes d'un
mécanisme: les types de mouvements, leurs modes de transformation, le degré de liberté. Dans
un mécanisme, l'assemblage mobile des éléments s'accompagne de l'application des liaisons.
La distribution correcte de ces liaisons prédestine essentiellement à la fiabilité du
fonctionnement du mécanisme. Ainsi, il est important de connaître les divers types de
mécanismes modernes, leurs caractéristiques structurales et la singularité de leur construction.
2.1 Notions fondamentales
Pour assurer les processus de production, il faut que les machines réalisent différents
mouvements. La machine se distingue de l'instrument qui accomplit ces mouvements variés.
Elle est définie comme "un système mécanique qui réalise une tâche ou remplit une fonction
spécifique, telle que le travail et la mise en forme des matériaux, le transfert de puissance, la
transmission de forces, la transformation de mouvement". Les machines se composent de
mécanismes. Ces derniers se composent d'éléments qui sont des corps rigides ou fluides. Ces
éléments sont en contact et sont mobiles les uns par rapport aux autres. L'assemblage mobile
de deux éléments en contact d'un mécanisme s'appelle couple cinématique. Les couples
cinématiques peuvent être classés suivant différents critères. Nous nous bornerons à une
classification qui dépend uniquement du degré de liberté d'un couple cinématique, c'est-à-dire
du nombre de coordonnées indépendantes nécessaire à la description de la position relative des
éléments du couple cinématique.