Éléments de Machines : Cours d'Ingénierie Industrielle

Module Conception I
Filière Industrial Design Engineering (IDE)
ÉLÉMENTS DE MACHINES
N° module : 1570
N° unité : 1570.4-5
N° cours : TC.20.18
Version : 1
Révision : 7
Date création : 11 septembre 2017
Dernière mise à jour : 12 septembre 2024
C. Varidel

CVA 3
Sommaire
1. INTRODUCTION ......................................................................................................................................... 7
1.1. Objectifs du cours ............................................................................................................................. 7
1.2. Remarque préliminaire ..................................................................................................................... 7
2. INTRODUCTION AUX TOLÉRANCES DIMENSIONNELLES ........................................................................................ 9
2.1. Bibliographie et références ............................................................................................................... 9
2.2. Les principes généraux du tolérancement dimensionnel .................................................................. 9
3. NOTIONS DE RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ..................................................................................................... 21
3.1. Bibliographie et références ............................................................................................................. 21
3.2. Introduction .................................................................................................................................... 21
3.3. Les types de contraintes .................................................................................................................. 22
3.4. Les essais des matériaux ................................................................................................................. 23
3.5. La traction ....................................................................................................................................... 34
3.6. La compression ............................................................................................................................... 35
3.7. La méthode de résolution ............................................................................................................... 36
3.8. Le cisaillement ................................................................................................................................ 36
3.9. La torsion ........................................................................................................................................ 38
3.10. La flexion ......................................................................................................................................... 39
3.11. Récapitulatif des contraintes simples ............................................................................................. 39
3.12. Les concentrations de contraintes .................................................................................................. 40
3.13. La pression de contact .................................................................................................................... 43
3.14. Les efforts pulsés ou alternés .......................................................................................................... 44
4. LES GOUPILLES ........................................................................................................................................ 45
4.1. Bibliographie et références ............................................................................................................. 45
4.2. Introduction .................................................................................................................................... 45
4.3. Les différents types de goupilles ..................................................................................................... 46
4.4. Le dimensionnement des goupilles ................................................................................................. 60
5. LES SEGMENTS D’ARRÊT ............................................................................................................................ 61
5.1. Bibliographie et références ............................................................................................................. 61
5.2. Introduction .................................................................................................................................... 61
5.3. Les avantages et inconvénients ...................................................................................................... 61
5.4. Les différents types de segments d’arrêt ........................................................................................ 62
5.5. Le contrôle des pièces d’assemblage .............................................................................................. 70
6. LES CLAVETTES ........................................................................................................................................ 71
6.1. Bibliographie et références ............................................................................................................. 71
6.2. Introduction .................................................................................................................................... 71
6.3. Les différents types de clavettes ..................................................................................................... 72
6.4. Le dimensionnement d’un assemblage à clavette .......................................................................... 74
7. LES ASSEMBLAGES VISSÉS .......................................................................................................................... 79
7.1. Bibliographie et références ............................................................................................................. 79
7.2. Introduction .................................................................................................................................... 79
7.3. Vis à métaux ................................................................................................................................... 80
7.4. Filetage ........................................................................................................................................... 82
7.5. Classes de qualité ............................................................................................................................ 85
7.6. Force de traction maximum ............................................................................................................ 86
7.7. Couple de serrage ........................................................................................................................... 87
7.8. Modèle structurel............................................................................................................................ 89
8. LES RESSORTS ........................................................................................................................................101
8.1. Bibliographie et références ........................................................................................................... 101
8.2. Introduction .................................................................................................................................. 101
8.3. Matériaux ..................................................................................................................................... 101
8.4. Classification ................................................................................................................................. 102
8.5. Représentation normalisée ........................................................................................................... 103
8.6. Modes de déformation ................................................................................................................. 104

8.7. Énergie stockée............................................................................................................................. 106
8.8. Calculs des ressorts ....................................................................................................................... 107
8.9. Assemblage de plusieurs ressorts ................................................................................................. 121
9. LES PALIERS LISSES ................................................................................................................................. 123
9.1. Bibliographie et références ........................................................................................................... 123
9.2. Introduction .................................................................................................................................. 123
9.3. Le frottement ................................................................................................................................ 123
9.4. Les paliers lisses ............................................................................................................................ 129
10. LES ROULEMENTS .................................................................................................................................. 141
10.1. Bibliographie et références ........................................................................................................... 141
10.2. Introduction .................................................................................................................................. 141
10.3. Les différents types de roulements ............................................................................................... 144
10.4. Le choix du type de roulement ...................................................................................................... 154
10.5. Le choix des ajustements .............................................................................................................. 154
10.6. Le montage des roulements ......................................................................................................... 158
10.7. Le calcul de la durée de vie ........................................................................................................... 163
10.8. La lubrification des roulements .................................................................................................... 167
11. LES GUIDAGES LINÉAIRES ......................................................................................................................... 169
11.1. Bibliographie et références ........................................................................................................... 169
11.2. Introduction .................................................................................................................................. 169
11.3. Les guidages à frottement ............................................................................................................ 170
11.4. Les guidages à roulement ............................................................................................................. 172
11.5. Les guidages sans contact ............................................................................................................ 178
11.6. Les critères de choix ...................................................................................................................... 179
12. LES JOINTS D’ÉTANCHÉITÉ........................................................................................................................ 181
12.1. Bibliographie et références ........................................................................................................... 181
12.2. Introduction .................................................................................................................................. 181
12.3. Matériaux pour joints ................................................................................................................... 181
12.4. Indice de protection IP .................................................................................................................. 182
12.5. Les joints toriques ......................................................................................................................... 183
12.6. Les joints à quatre lobes ............................................................................................................... 186
12.7. Les joints à lèvre à contact radial ................................................................................................. 186
12.8. Les joints racleurs ......................................................................................................................... 188
12.9. Les joints à lèvre à contact axial ................................................................................................... 189
12.10. Les rondelles BS ............................................................................................................................ 190
12.11. Les autres familles de joints ......................................................................................................... 190
12.12. Les joints sans contact .................................................................................................................. 192
13. LES ENGRENAGES .................................................................................................................................. 193
13.1. Bibliographie et références ........................................................................................................... 193
13.2. Introduction .................................................................................................................................. 193
13.3. Classification................................................................................................................................. 193
13.4. Profils de denture ......................................................................................................................... 194
13.5. Engrenages à denture droite ........................................................................................................ 195
13.6. Engrenages droits à denture hélicoïdale ...................................................................................... 198
13.7. Engrenages coniques .................................................................................................................... 200
13.8. Engrenages roue et vis sans fin .................................................................................................... 202
13.9. Trains d’engrenages ..................................................................................................................... 203
13.10. Efforts sur les dents ...................................................................................................................... 204
14. LES COURROIES ..................................................................................................................................... 209
14.1. Bibliographie et références ........................................................................................................... 209
14.2. Introduction .................................................................................................................................. 209
14.3. Types de courroies ........................................................................................................................ 210
14.4. Étude générale et dimensionnement des courroies plates ........................................................... 211
14.5. Dimensionnement des courroies trapézoïdales ............................................................................ 217
14.6. Dimensionnement des courroies crantées .................................................................................... 224

CVA 5
15. LES ACCOUPLEMENTS .............................................................................................................................229
16. LES SCHÉMAS CINÉMATIQUES ...................................................................................................................231
17. BIBLIOGRAPHIE ET RÉFÉRENCES .................................................................................................................233