Fiches de Technologie de construction

Fiches de
Technologie
de
construction
ISTIA
EI1, EI2, EI2PM,
EI3, EI4
Edition septembre 2012
Contacts :
Sylvain CLOUPET
Tél : +33 2 41 22 65 34
[email protected]
Polycopié de TD de Mécanique Statique
EI1, EI2, EI2PM, EI3, EI4
Toutes fiches mentionnées dans ce polycopié sont issues d’un site internet réalisé
par M. Jérôme LAPARRE enseignant de Construction au sein du Lycée
Professionnel Pierre Mendes France de Veynes, petit établissement situé dans les
Hautes-Alpes (05).
La source des originaux sur : http://laparrej.free.fr/
En aucun cas, je n’ai voulu m’approprier le travail d’autrui.
Sylvain CLOUPET
(Maitre de conférences à l’ISTIA, Ecole d’Ingénieurs
de l’Université d’Angers)
Page 2
Technologie de construction – Fiche assemblage
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
I.
DEFINITION :
Une solution constructive d’assemblage a pour fonction de
LIER DES PIECES LES UNES AUX AUTRES,
en
utilisant différents moyens d’assemblage : Par organes filetés, par collage, par soudages …
II.
TYPES D’ASSEMBLAGE :
Chaque moyen d’assemblage peut être défini par cinq critères :
II.1.
ASSEMBLAGE COMPLET OU PARTIEL :
-
Assemblage COMPLET : Aucun mouvement possible entre les pièces assemblées.
-
Assemblage PARTIEL : Mouvement(s) possible(s) entre les pièces assemblées.
II.2.
-
ASSEMBLAGE DEMONTABLE OU NON DEMONTABLE (PERMANENT) :
Assemblage DEMONTABLE : Il est possible de supprimer la liaison sans détériorer les pièces ou
les éléments liés.
-
Assemblage NON DEMONTABLE (PERMANENT) : Impossible de supprimer la liaison sans
provoquer la détérioration des pièces ou des éléments liés.
II.3.
-
ASSEMBLAGE ELASTIQUE OU RIGIDE :
Assemblage ELASTIQUE : Un déplacement d’une pièce provoque la déformation d’un élément
élastique (ressort, caoutchouc).
-
Assemblage RIGIDE : L’assemblage n’est élastique dans aucune direction de déplacement.
II.4.
ASSEMBLAGE PAR OBSTACLE OU PAR ADHERENCE :
- Assemblage PAR OBSTACLE : Un élément fait obstacle au mouvement entre deux pièces.
- Assemblage PAR ADHERENCE : L’assemblage est obtenu par le phénomène d’adhérence dû au
frottement entre les pièces.
II.5.
ASSEMBLAGE DIRECT OU INDIRECT :
- Assemblage DIRECT : La forme des pièces liées sont directement en contact. Il n’y a pas d’élément
intermédiaire.
-
Assemblage INDIRECT : L’assemblage nécessite un ou des éléments intermédiaires.
* Remarque : Les moyens d’assemblages qui suivent sont complets et rigides.
Technologie de construction – Fiche assemblage
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
III.
MOYENS D’ASSEMBLAGE DEMONTABLES :
III.1. PAR ELEMENTS FILETES :
L’assemblage est considéré obtenu par adhérence indirecte.
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
1. VIS D’ASSEMBLAGE (fig. 1) :
La pièce (3) seule possède un trou TARAUDE recevant la partie filetée de la vis.
Les autres pièces possèdent UN TROU LISSE
2. BOULON (fig. 2) :
BOULON = VIS + ECROU
Les pièces à assembler possèdent UN TROU LISSE
Le trou taraudé se trouve dans l’écrou.
3. GOUJON (fig. 3) :
Il est composé d’une tige, filetée à ses 2 extrémités séparées par une partie lisse.
Le goujon (1) est implanté dans la pièce (5) possédant un trou TARAUDE
L’effort de serrage axial nécessaire au MAintien en Position (MAP) est réalisé par l’écrou (2).
4. VIS DE PRESSION (fig. 4) :
L’effort de serrage nécessaire au maintien en position est exercé par L’EXTREMITE DE LA VIS
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Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
III.2. PAR FREINAGE DES VIS ET ECROU :
FONCTION DU FREINAGE DES VIS ET ECROU
S’OPPOSER AU DESSERAGE DES VIS ET DES ECROUS SOUMIS AUX CHOCS,
VIBRATIONS, DIFFERENCES DE TEMPERATURES ….
1. FREINAGE PAR ADHERENCE (sécurité relative) :
Rondelle à dents (éventails)
Détail :
Rondelle élastique (Grower)
Rondelle conique lisse (Belleville)
Détail :
Contre-écrou
Ecrou auto-freiné (Nylstop)
2. FREINAGE PAR OBSTACLE (sécurité absolue) :
Plaquettes, arrêtoir à
ailerons
Goupille « V »
A TRAVERS L’ECROU
(écrou a créneaux)
Rondelle frein
(Utilisée avec un écrou à encoches pour le
serrage des roulements)
Languette de la rondelle rabattue
dans une encoche de l’écrou
Rondelle frein
DERRIERE L’ECROU
Ecrou à encoches
Clé
Technologie de construction – Fiche assemblage
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III.3. PAR OBSTACLE :
Les pièces qui ont une fonction d’obstacle sont souvent des pièces standards.
1. LES GOUPILLES :
-
Goupille cylindrique : La goupille doit être montée serrée (Sans jeu entre la
goupille et le perçage). Cette goupille de précision est utilisée lorsque l’on veut un
positionnement précis des 2 pièces l’une par rapport à l’autre.
-
Goupille élastique (Mécanindus) : Elle est maintenue dans son logement par expansion
élastique. Elle se loge dans un trou brut de perçage beaucoup moins onéreux.
-
Goupille fendue (symbole « V ») et goupille cavalier : Elles servent à freiner ou à
arrêter des axes, tiges, écrous …
-
Goupille
cavalier
Goupille « V »
Goupille cannelée : La réalisation de trois fentes à 120° provoquent un léger
gonflement de la matière en périphérie qui assurent le maintien en position par
coincement dans le logement cylindrique.
2. ANNEAUX ELASTIQUES :
Les anneaux élastiques sont destinés à arrêter en translation une pièce cylindrique par rapport à une autre.
Anneaux élastiques à montage AXIAL (CIRCLIPS)
Pour Arbres
Pour Alésages
Anneaux élastiques à montage
RADIAL (Anneaux d’arrêts)
3. DENTELURES :
Les axes dentelés permettent transmission d’un couple et le calage angulaire d’un
organe de commande dans plusieurs positions.
L’immobilisation de l’organe est réalisée par ajustement serré (sans jeu) ou par
pincement (voir assemblage par adhérence).
Dentelures
Cannelures
4. CANNELURES :
Les cannelures sont utilisées pour transmettre un couple entre arbre et moyeu.
Elles sont plus performantes que les goupilles et les clavettes mais réservées à des
fabrication en série.
Moyeu
Arbre cannelé
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Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
3 - Clavette
5. CLAVETTES :
Un clavetage se réalise entre un arbre (1) et un moyeu (2)
2
s’assemblant par l’intermédiaire de formes cylindriques ou coniques.
ELEMENTS CONSTITUTIFS :
1
1. Rainure de clavette dans l’arbre
2. Rainure de clavette dans le moyeu
3. Clavette
y
y
REALISATION DE L’ASSEMBLAGE :
Jeu
O
O
z
x
1. COMPOSANTS
2. MOBILITES
Tx
1
Ty
Tz
Rx
Ry
Rz
1
0
0
1
0
0
"
Repasser en bleu sur les vues en coupe, les
Arbre + Moyeu
surfaces de mise en position du moyeu
par rapport à l’arbre.
Tx
Ty
Tz
Rx
Ry
Rz
2
1
0
0
0
0
0
"
Repasser en rouge sur les vues en coupe,
Arbre + Moyeu
+ Clavette
Arbre + Moyeu + Clavette
+ Arrêt en translation
3
(ex : vis + rondelle plate
ou
Anneau élastique …)
les surfaces permettant l’arrêt en
rotation du moyeu par rapport à l’arbre.
Tx
Ty
Tz
Rx
Ry
Rz
0
0
0
0
0
0
"
Repasser en vert sur les vues en coupe, les
surfaces permettant l’arrêt en
translation du moyeu par rapport à l’arbre.
FONCTION D’UNE CLAVETTE
Bloquer la rotation de l’arbre par rapport au moyeu (autour de Ox dans notre cas).
DIFFERENTS TYPES DE CLAVETTES :
Clavette parallèle
forme A
Clavette parallèle
forme B
Clavette parallèle
forme C
Clavette disque
Technologie de construction – Fiche assemblage
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III.4. PAR ADHERENCE :
Tampon
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
1. PAR DEFORMATION OU PINCEMENT (Fig. 1) :
La liaison est assurée par déformation d’une des deux pièces à lier.
2. PAR TAMPONS TANGENTS (Fig. 2) :
Le rapprochement des deux tampons assure le MAintien en Position (MAP) des pièces à lier.
3. PAR COÏNCEMENT (Fig. 3) :
La conicité des pièces à lier est telle que l’adhérence entre les matériaux maintient les pièces liées.
IV.
MOYENS D’ASSEMBLAGE NON DEMONTABLES (PERMANENTS) :
IV.1. PAR RIVETAGE :
La liaison entre deux pièces minces (toles) est
réalisée par déformation de l’extrémité d’un rivet.
Cette déformation est appelée « rivure ».
IV.2. PAR COLLAGE :
La construction collée est un mode d’assemblage qui utilise les qualités d’adhérence de certaines matières
synthétiques. Principaux adhésifs : Polychloroprène « Néoprène », Polyamide, Epoxyde « Araldite »,
Silicone…
*Préparation des pièces : Le joint de colle doit travailler au « cisaillement » en évitant l’effet de « pelage ».
A éviter : Risque de pelage
A préférer !!!
IV.3. PAR EMMANCHEMENT FORCE :
Avant le montage, la cote effective de l’arbre (d2) est légèrement
supérieure à la cote effective de l’alésage (d1).
On oblige l’arbre à pénétrer dans l’alésage avec un maillet ou une
presse …
Technologie de construction – Fiche assemblage
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
IV.4. PAR SOUDAGE :
1. Soudage autogène (fig. 1) : Les pièces à assembler, de même nature ou de composition voisine,
participent à la constitution du cordon de soudure (fig. 2). L’assemblage est « homogène », c’est à
dire « fait du même métal ».
Exemple : Soudage au chalumeau oxyacéthylénique surtout employé pour souder des toles minces.
2. Brasage (fig. 1) : L’assemblage est hétérogène. La formation du cordon de soudure (fig. 2) est
assurée par la seule intervention du métal d’apport qui agit comme une colle (les pièces conservent
leurs contours primitifs).
Brasage tendre : Soudage à l’étain pour souder des fils éléctriques.
Brasage fort : Soudage à l’argent ou au cuivre pour souder des canalisations.
3. Soudage électrique par résitance : Aucun métal d’apport. Le passage du courant crée un
échauffement qui provoque une fusion locale et le soudage des pièces.
Soudage par point ou à la molette : Surtout employé pour les travaux de tôlerie.
Fig. 1
Représentation simplifiée (ex : soudure d’angle)
Cordon de
soudure
(Fig. 2)
Symbole
Cordon de
soudure
IV.5. PAR SERTISSAGE :
Le sertissage consiste à rabattre ensemble les bords de deux pièces en tôle, ou le bord d’une pièce
contre celui d’une autre, afin de les assembler.
Exemple : Assemblage du couvercle et du corps d’un détendeur de gaz.
Couvercle
Couvercle
Le rebord du corps est
rabattu sur le couvercle
Corps
Corps
IV.6. PAR INSERTION AU MOULAGE :
Une pièce est emprisonnée au moulage dans la matière constitutive d’une autre pièce.
Exemple : Moulage du manche plastique sur la lame d’un tournevis en acier.
Technologie de construction – Fiche étanchéité
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
I.
FONCTION ETANCHEITE :
Soit deux solides S1 et S2 (voir schéma ci-contre) possédant des surfaces de contact communes, séparant
deux milieux contenant des fluides distincts et/ou ayant des
S1
S2
pressions différentes.
Le dispositif d’étanchéité doit :
x
Pression p
EMPECHER les impuretés du milieu extérieur
Milieu ext. pression
atmosphérique pa
d’accéder aux surfaces à protéger.
x
EMPECHER le fluide de s’échapper vers le milieu
Zone à étancher
extérieur.
( Les flèches
II.
symbolisent ces deux types de fuites )
TYPES D’ETANCHEITE :
Selon la liaison (fixe ou mobile) entre les deux solides S1 et S2, on distingue les types d’étanchéités suivantes :
Mouvement relatif S1/S2
Fixe
Mobile en Rotation
Mobile en Translation
III.
Type d’étanchéité à réaliser
Etanchéité STATIQUE
Etanchéité DYNAMIQUE
Etanchéité DYNAMIQUE
ETANCHEITE STATIQUE :
II.1.
PAR CONTACT DIRECT :
Etanchéité assurée uniquement par l’état des surfaces en contact entre S1 et S2, sans élément d’étanchéité
supplémentaire (sans joint). Cette étanchéité peut être réalisée soit :
x
En rodant les surfaces de contact à lier l’une sur l’autre afin d’obtenir
des états de surfaces parfaits. Exemple : Raccord à joint cônique
x
En utilisant un produit de collage et d’étanchéité.
CETTE SOLUTION EST ONEREUSE
II.2.
PAR INTERPOSITION D’UN JOINT (ETANCHEITE INDIRECTE) :
Etanchéité réalisée en interposant entre les deux surfaces à étancher un joint de commerce. Il peut s’agir :
x
D’un JOINT PLAT :
Exemple : Vis de vidange
x
D’un JOINT TORIQUE :
Technologie de construction – Fiche étanchéité
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
IV.
ETANCHEITE DYNAMIQUE :
Les technologies mises en œuvre dépendent des mouvements relatifs entre les deux pièces.
IV.1.
CAS D’UNE TRANSLATION :
Dans ce cas, on utilise des joints toriques ou de section sensiblement carrée :
Joint torique
x
Joint torique à section circulaire :
x
Joint quadrilobes (section « carrée ») :
IV.2.
Joint quadrilobes
Exemple : Vérin
CAS D’UNE ROTATION :
On peut utiliser un joint torique lorsque la vitesse de rotation reste faible.
Lorsque la vitesse de rotation est importante, on utilise un joint à lèvre :
x
Joint à lèvre à frottement radial :
Lèvre
x
Joint à lèvre à frottement axial (Joint V. RING) :
On peut également dans certain cas, prévoir une étanchéité sans frottement avec les pièces, exemples :
x
V.
Par chicanes
Par rondelles « Z » :
SYMBOLISATION DES JOINTS A LEVRES :
V.1.
REPRESENTATION GENERALE :
Dans TOUS LES CAS, le contour exact du joint est représenté par un rectangle.
La croix centrale, peut être complétée par une flèche indiquant l’étanchéité principale assurée :
V.1.
REPRESENTATION PARTICULIAIRE :
Joint d’étanchéité à lèvre
Joint d’etanchéité à lèvre
Joint d’étanchéité à lèvre
à frottement radial
à frottement radial + lèvre antipoussiere
à frottement axial (V. RING)
Symbole
ou
Rep. réelle
Symbole
ou
Rep. réelle
Symbole
ou
Rep. réelle
Technologie de construction – Fiche Transmission par engrenages
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
A
I. LES ENGRENAGES – GENERALITES – :
B
v FONCTION : Transmettre un mouvement de rotation continu
entre 2 arbres proches.
v DEFINITION :
Un Engrenage est constitué de 2 roues dentées :
(Engrenages)
-
Le PIGNON : La plus petite des deux roues dentées
-
La ROUE : La plus grande des deux roues dentées
Une combinaison d’engrenages s’appelle un TRAIN D’ENGRENAGES.
Si la roue dentée (A) entraîne la roue dentée (B) :
-
La roue dentée (A) est « MENANTE »
-
La roue dentée (B) est « MENEE »
v TYPE DE PROFIL DE DENT :
En mécanique générale, on n’utilise pratiquement que le
Profil en développante
de cercle
profil en développante de cercle.
v TYPES DE CONTACT :
Contact EXTERIEUR
Contact INTERIEUR
v TYPES D’ENGRENAGES :
Suivant la position relative des axes des roues, on distingue :
Les Engrenages
Les Engrenages
Les Engrenages
PARALLELES
CONCOURANTS
GAUCHES
Les axes sont parallèles
Les axes sont concourants
Les axes ne sont pas dans le
même plan
Technologie de construction – Fiche Transmission par engrenages
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
II. LES ENGRENAGES PARALLELES A DENTURE DROITE :
v DEFINITION : Une roue est à denture droite lorsque le plan de symétrie de chaque dent contient
l’axe de la roue.
v TPES D’ENGRENAGES PARALLELES A DENTURE DROITE :
TYPE
CONTACT
PIGNON-ROUE
Extérieur
REPRESENTATION NORMALISEE
SCHEMA CINEMATIQUE
Pignon ou
roue
Pignon + Roue
Le sens de rotation est INVERSE
PIGNON-ROUE
INTERIEURE
(ou couronne)
Intérieur
Roue
intérieure
(ou couronne)
Pignon + Roue
intérieure
Le sens de rotation est CONSERVE
PIGNON-
Extérieur
CREMAILLERE
Crémaillère
Pignon +
Crémaillère
Transformation du mouvement de rotation du pignon en mouvement de TRANSLATION
de la crémaillère
Technologie de construction – Fiche Transmission par engrenages
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
v 2%02%3%.4!4)/.%.65%./.#/50%%
A
- Une pièce dentée est représentée comme une pièce pleine avec en
plus le tracé de la surface primitive en trait mixte fin.
- Dans un engrenage aucune des 2 roues n’est cachée par l’autre.
v 2%02%3%.4!4)/.%.65%#/50%%
dA
B
dB
Si les deux roues sont représentées en coupe
une des deux dents en prise est représentée cachée.
,ESCERCLESPRIMITIFSENTRAITS
MIXTESFINSSONTTANGENTS
v #!2!#4%2)34)15%$5.%$%.452%$2/)4%
PIGNON ou ROUE
ROUE INTERIEURE (Couronne)
Module
m Déterminé par un calcul de résistance des matériaux
Nombre de dents
z
Nombre entier
Pas
p
p=m.P
Saillie
ha ha = m
Creux
hf hf = 1,25 m
Hauteur de dent
h
h = ha + hf = 2,25 m
Diamètre primitif
d
d=m.z
Diamètre de tête
da da = d+2 ha = d + 2 m = m . (z + 2)
Diamètre de pied
df df = d–2 hf = d-2,5 m = m . (z – 2,5 ) df = d + 2,5 m = m . (z + 2,5)
a = (dA + dB) = m . (zA + zB)
a
2
2
Entraxe de 2 roues
A et B
da = d - 2 m = m . (z - 2)
-/$5,%M
Deux roues dentées en prise ont le même module (m).
Technologie de construction – Fiche Transmission par engrenages
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
))) 2!)3/.$5.42!).$%.'2%.!'%3RAPPORTDETRANSMISSION
v 2!)3/.$5.%.'2%.!'%RAPPORTDETRANSMISSION
,A2!)3/.RDUNENGRENAGEESTÐ GALEAURAPPORTDELAVITESSE
DEROTATIONDELAROUEMENÐ ESURLAVITESSEDEROTATIONDELAROUE
MENANTE
%LLEESTÐ GALE !URAPPORTINVERSEDESNOMBRESDEDENTS
!URAPPORTINVERSEDESDIAMÓ TRESPRIMITIFS
R=
. ROUEMENÐE : ROUEMENANTE D ROUEMENANTE
=
=
. ROUEMENANTE : ROUEMENÐE
D ROUEMENÐE
Exemple : Engrenage composé d’un pignon d’entrée (1) de 14 dents et d’une roue de sortie (2)
de 62 dents
r(2/1) n2 (roue menée 2)
d1 z1 14
0,226
n1 (roue menante 1) d 2 z2 62
2
1
v 2!)3/.',/"!,%$5.42!).$%.'2%.!'%3
,A2!)3/.GLOBALERDUTRAINDENGRENAGESESTÐGALEAURAPPORTDE
LAVITESSEDEROTATIONDESORTIESURLAVITESSEDEROTATIONDENTRÐEDU
TRAINDENGRENAGES
%LLEESTÐGALEAu produit des raisons de chaque engrenage (r2/1 x r4/3 x ….)
/NOBTIENT
R=
. SORTIE PRODUITNBRESDE DENTSDES ROUES-%.!.4%3
=
RRRXx
. ENTRÐE
PRODUITNBRESDE DENTSDES ROUES-%.%%3
6!,%523$%,!2!)3/.',/"!,%RAPPORTDETRANSMISSION
- r = 1 : N sortie = N entrée
- r < 1 : N sortie < N entrée. Le train d’engrenages est un réducteur de vitesse
- r > 1 : N sortie > N entrée. Le train d’engrenages est un multiplicateur de vitesse
v 3%.3$%2/4!4)/.
- Nombre de contacts extérieurs pairs (2, 4, 6, …) :
Sens de rotation de sortie identique à celui de l’entrée
- Nombre de contacts extérieurs impairs (1, 3, 5, …) :
Le sens de rotation de sortie est inverse à celui de l’entrée.
Technologie de construction – Fiche Transmission par engrenages
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
IV. ROUE ET VIS SANS FIN :
v COMPOSITION :
-
La vis (1) qui transmet le mouvement de rotation est à un ou plusieurs filets. Le sens d’hélice
peut être à droite ou à gauche.
-
La roue (2) est une roue cylindrique à denture hélicoïdale avec la même hélice que la vis (1).
Vis (1) : 1 ou plusieurs filets
Roue (2) : Z dents
v RAPPORT DE TRANSMISSION (r)
r
Nombre de filets de la vis
n (Roue)
n (Vis)
Nombre de dents de la roue
v CARACTERISTIQUES DU SSTEME ROUE ET VIS SANS FIN
:
-
Rapport de transmission (r) faible (grand rapport de réduction)
-
Système généralement irréversible (la roue (2) ne peut entraîner la vis (1)). Il est alors
utilisé dans certains appareils de levage
-
Arbres d’entrée et de sortie orthogonaux (perpendiculaires)
-
Poussées axiales importantes, en particulier sur l’axe de la vis. Prévoir des roulements
supportant ces efforts axiaux importants.
v SCHEMA CINEMATIQUE D’UN ENGRENAGE ROUE ET VIS SANS FIN :
Roue
Vis
Technologie de construction – Fiche Transmission par courroies et chaînes
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
I.
COURROIES
TRANSMISSIONS PAR POULIES ET COURROIES :
x FONCTION :
Transmettre par adhérence, à l’aide d’un lien flexible « courroie »,
un mouvement de rotation continu entre deux arbres éloignés.
POULIES
x PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :
AVANTAGES
INCONVENIENTS par rapport aux Pignons-Chaînes
- Transmission silencieuse
- Durée de vie limitée
- « Grandes » vitesses de transmission (de 60
- Couple transmissible faible pour les courroies plates
à 100 m/s pour les courroies plates)
- Tension initiale de la courroie nécessaire pour garantir
- Grand entraxe possible entre les poulies
l’adhérence
x PRINCIPAUX TYPES DE COURROIES :
TYPES
CARACTERISTIQUES
COURROIES
Très silencieuses
PLATES :
Tansmission de vitesses élevées.
COURROIES
Puissance transmissible élevée (emploie de gorges
multiples)
TRAPEZOÏDALES
Courroie POLY « V »
Corroies poly « V » très utilisées en electroménager.
Transmission silencieuse sans glissement (r2/1 précis)
COURROIES
CRANTEES :
Une des deux poulies doit être flasquée afin que la
courroie ne sorte pas des poulies
Ex. utilisation : Entrainement de l’arbre à cames de moteurs
d’automobile.
x RAPPORT DE TRANSMISSION :
Le rapport de transmission (r) est égal :
n (poulie menée)
r
n (poulie menante)
d (poulie menante)
d (poulie menée)
x VITESSE LINEAIRE D’UNE COURROIE : V
V ω (poulie menante) u r (poulie menante)
V ω (poulie menée) x r (poulie menée)
(avecZ en rd/s)
x EXEMPLE :
"
Exemple : Exprimer et calculer le rapport de transmission et la vitesse linéaire (V) de la courroie :
r (2/1) = (n2/n1) = (d1/d2)
Brin mou
d2 = 750
r(2/1) = 300 / 750 = 0,4
r(2/1) < 1 : C’est un réducteur de vitesse
V = Z1 x r1 = Z1 x (d1)/2 = 238 x 150 = 35700 mm/s = 35,7 m/s
R
Poulie
motrice
M
Brin tendu
d1 = 300
Z1 = 238 rd/s
Technologie de construction – Fiche Transmission par courroies et chaînes
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
II. TRANSMISSIONS PAR PIGNONS ET CHAINES :
x FONCTION :
CHAINE
Transmettre par obstacle, à l’aide d’un lien articulé « chaîne », un
mouvement de rotation continu entre deux arbres éloignés parallèles.
PIGNON
x PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :
AVANTAGES
INCONVENIENTS par rapport aux Poulies-Courroies
- Longue durée de vie
- Plus bruyantes
- Entraînement de plusieurs arbres
- Vitesses de rotation plus faibles
recepteurs en même temps
- Lubrification nécessaire.
- «Basses » vitesses de transmission
(de 13 à 20 m/s pour les chaînes silencieuses)
- Supportent des conditions de travail plus
rudes que les poulies-courroies.
x CHAINES A ROULEAUX : Ce sont les plus utilisées en transmission de puissance. Vitesse limite : 12 à 15 m/s.
Principaux constituants
Fermeture de la chaîne
douille
x RAPPORT DE TRASNSMISSION :
Le rapport de transmission (r) est le même que pour une transmission par engrenages :
r
n (pignon mené)
n (pignon menant)
Z (pignon menant)
Z (pignon mené)
d (pignon menant)
d (pignon mené)
x EXEMPLE :
"
Exprimer et calculer le rapport de transmission de cette transmission composée de deux pignons et d’une chaîne :
Brin tendu
Z1 = 52
r (2/1) = (n2/n1) = (z1/z2)
r(2/1) = 52 / 20 = 2,6
M
R
Z2 = 20
Brin mou
r(2/1) >1 : C’est un multiplicateur de vitesse
Technologie de construction – Fiche guidage en rotation
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
I.
GENERALITES :
Le guidage en rotation consiste à réaliser une liaison pivot entre un arbre et un alésage(moyeu) :
Articulations (mécanismes de liaison) assurant le guidage en rotation :
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 4
Moyeu
Arbre
Fig. 3
Fig. 5
x Liaisons directes (Fig. 1) : Les pièces sont en contact direct.
x Liaisons indirectes par paliers lisses :
-
Coussinets en métal fritté autolubrifiants (Fig. 2) : Poudre de bronze agglomérée à chaud imprégnée
d’huile.
-
Coussinets composites (Fig. 3) : Couche de PTFE « téflon » à l’intérieur d’une bague métallique.
x Liaisons indirectes élastiques (Silentblocs) (Fig. 4) :
Deux bagues métalliques reliées par une bague en caoutchouc.
x Liaisons indirectes par roulements (Fig. 5) :
Cette solution constructive dévellopée à la suite est très utilisée. Le guidage est assuré avec précision avec
un frottement minimal.
II. LES ROULEMENTS :
II.1.
COMPOSITION D’UN ROULEMENT :
1 : Bague extérieure, liée à l’alésage (logement du roulement)
1
2 : Bague intérieure, liée à l’arbre
2
3 : Cage, assure le maintien des éléments roulants
3
4
4 : Eléments roulants, situés entre les deux bagues :
Technologie de construction – Fiche guidage en rotation
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
II.2.
TYPES DE CHARGE SUPPORTEES PAR LES ROULEMENTS :
Charge …Radiale….
II.3.
Charge …Combinée.
Charge …Axiale….
LES PRINCIPAUX TYPES DE ROULEMENTS A BILLES ET A ROULEAUX :
Aptitude à la
Représentation
Type de roulement
Normale
Conventionnelle
charge
Radiale
Axiale
Aptitude à
Remarques
la vitesse
Utilisations
+++
Le plus utilisé.
Très économique.Existe
en plusieurs variantes
(Etanche, avec rainure
et segment d’arrêt …)
++
Les roulements à une
rangée de billes doivent
être montés par paire.
Avec une rangée de
billes, la charge ne peut
être appliquée que d’un
côté.
++
Il se monte par paire. Il
est
utilisé
lorsque
l’alignement des paliers
est difficile ou dans le
cas d’arbre de grande
longueur pouvant fléchir
sensiblement.
+++
Il supporte des grandes
charges radiales. Les
bagues sont séparables,
facilitant le montage.
++
Il se monte par paire et
en
opposition.
Les
bagues sont séparables,
facilitant le montage.
Roulement
+++
à billes
++
à contact radial
Roulement
à une ou deux
+++
rangées de billes
+++
à contact oblique
Roulement à
deux rangées
+++
de billes
+
à rotule
Roulement à
++++
rouleaux
0
cylindriques
Roulement à
++++
rouleaux
+++
coniques
Légende :
++++ : Très élevé
+++ : Elevé
++ : Modéré
+ : Passable
0 : Nul
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Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
II.4.
REGLES DE MONTAGE DES ROULEMENTS :
La bague TOURNANTE par rapport à la direction de la charge est
montée SERREE sur sa portée.
La bague FIXE par rapport à la direction de la charge est montée
GLISSANTE(avec jeu) sur sa portée.
Montage ARBRE TOURNANT
II.5.
Montage ALESAGE (moyeu) TOURNANT
La bague intérieure est TOURNANTE
La bague intérieure est FIXE
La bague extérieure est FIXE
La bague extérieure est TOURNANTE
COTATION DES PORTEES DE ROULEMENT :
‡D
‡d
Seul le diamètre des portées de l’arbre ‡ d et de l’alésage ‡ D sont à coter.
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Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
II.6.
MONTAGE DES ROULEMENTS A BILLES A CONTACT RADIAL :
1er cas : ARBRE TOURNANT par rapport à la charge
x
Ajustements :
- Les
bagues
intérieures
tournantes
sont
montées
FIXE
SERREES :
bagues
extérieures
fixes
sont
montées
GLISSANTES :
‡13 k6
- Les
‡40 H7
Tolérance de l’arbre : k6
TOURNANT
Tolérance de l’alésage : H7
x
Arrêts axiaux des bagues :
- Les bagues intérieures montées sérrées sont arrêtées
en translation par quatre obstacles : A,
B, C, D
Ajustement SERRE
- Les bagues extérieures montées glissantes sont arrêtées Ajustement AVEC
en translation par deux obstacles : E
JEU
et F
2nd cas : ALESAGE (moyeu) TOURNANT par rapport à la charge
x
Ajustements :
- Les
bagues
intérieures
fixes
sont
montées
TOURNANT
GLISSANTES :
SERREES :
‡13 g6
- Les bagues extérieures tournantes sont montées
‡40 M7
Tolérance de l’arbre : g6
FIXE
Tolérance de l’alésage : M7
x
Arrêts axiaux des bagues :
- Les bagues intérieures montées glissantes sont arrêtées
en translation par deux obstacles : E
et F
- Les bagues extérieures montées sérrées sont arrêtées
en translation par quatre obstacles : A,
B, C, D
Ajustement AVEC
Ajustement SERRE
JEU
Technologie de construction – Fiche guidage en rotation
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
II.7.
APPLICATION : TOURET A MEULER
Ensemble en
rotation
Echelle 1:2
‡ 36 k6
‡ 84 H7
‡ 96 H7
‡ 40 k6
(Meule)
L’arbre porte-meule (2) est guidé en rotation par deux roulements (3) et (4). Répondre aux questions suivantes :
a) Colorier l’ensemble des pièces en rotation
b) De quel type de roulement s’agit-il ?
c) Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ?
d) Quelles sont les bagues montées serrées (extérieures ou intérieures) ?
e) Identifier les obstacles arrêtant ces bagues axialement (A, B, C, D, E, F, G, H)
f)
La bague intérieure du roulement (4) est liée indirectement en translation avec l’arbre (2), à gauche en G, à droite
en H. Etablir sur le diagramme ci-dessous, la suite des contacts entre la bague intérieure et l’arbre (2) :
g) Identifier les obstacles arrêtant ces bagues axialement (A, B, C, D, E, F, G, H) :
h) La bague extérieure du roulement (3) est-elle liée en translation avec le bâti (1) (OUI ou NON) ?
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Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
II.8.
MONTAGE DES ROULEMENTS A ROULEAUX CONIQUES :
Ces roulements doivent être montés par paire et en opposition (roulements montés en sens inverse).
1er cas : ARBRE TOURNANT par rapport à la charge
MONTAGE DIRECTE EN « X »
Montage appelé en « X » car les perpendiculaires aux chemins de roulement dessinent un « X »
x
Ajustements :
- Les bagues intérieures tournantes sont montées
FIXE
SERREES :
C
D
Tolérance de l’arbre : m6
extérieures
fixes
sont
montées
GLISSANTES :
A
‡14 m6
bagues
‡45 H7
- Les
Tolérance de l’alésage : H7
x
B
TOURNANT
A
B
Liaisons axiales des bagues :
D
C
- Les bagues intérieures avec l’arbre :
Obstacles A et B
- Les bagues extérieures avec l’alésage :
Ajustement SERRE
Obstacles C
Ajustement AVEC
JEU
Réglage axial du jeu du montage en D
2nd cas : ALESAGE (moyeu) TOURNANT par rapport à la charge
MONTAGE INDIRECTE EN « O »
Montage appelé en « O » car les perpendiculaires aux chemins de roulement dessinent un « O »
x
Ajustements :
- Les
bagues
intérieures
fixes
sont
montées
TOURNANT
GLISSANTES :
A
B
Tolérance de l’arbre : f6
Tolérance de l’alésage : P7
x
D
‡14 f6
SERREES :
‡45 P7
C
- Les bagues extérieures tournantes sont montées
FIXE
D
C
Liaisons axiales des bagues :
- Les bagues intérieures avec l’arbre :
A
B
Obstacles C
Réglage axial du jeu du montage en D
- Les bagues extérieures avec l’alésage :
Obstacles A et B
Ajustement AVEC
Ajustement SERRE
JEU
APPLICATION : ROUE DE REMORQUE OU CARAVANE
‡ 35 f6
II.10.
‡ 52 P7
MONTAGE DES AUTRES TYPES DE ROULEMENT :
‡25 f6
II.9.
‡ 72 P7
Technologie de construction – Fiche guidage en rotation
Sylvain Cloupet – Abderafi Charki
Echelle 3 :4
La jante d’une roue est fixée sur un ensemble moyeu/tambour de frein (2) . Cet ensemble est guidé en rotation autour de
la fusée de l’essieu (1) avec deux roulements (3) et (4) :
a) Colorier l’ensemble des pièces en rotation
b) De quel type de roulement s’agit-il ?
c) Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ?
d) Est-ce un montage direct en « X » ou indirect en « O » ?
e) Comment appelle-t-on l’écrou (6) ?
f) Quelle est la fonction de la rondelle (7) ?
g) Choisir une rondelle-frein (7) entre les deux rondelles ci-contre et justifier :
(A) ou (B) :
h) Quel élément permet de régler axialement le jeu du montage des roulements ?