Cours - Doc`INSA

© [JP.BROSSARD], [1987], INSA de Lyon, tous droits réservés.

- 3 -
La théorie des machines n'est pas à proprement parlé une science
ma|s une synthèse des différentes branches de la physique.
Au sens large une machine est un système finalisé artificiel (par
opposition à un système finalisé naturel comme l'oeil). Si l'on veut
être plus précis "une machine est un assemblage de corps résistants dispo-
sés de manière à agir en donnant lieu à des mouvements déterminés".
En pratique, une machine est constituée par un ensemble de soli-
des accouplés deux à deux par des "liaisons physiques" qui se traduisent
analytiquement par des relations mathématiques appelées équations de liai-
son.
J. DEFINITIONS DE BASE
Par combinaison de couples d'éléments on obtient un système que
l'on appelle chaîne cinématique. Un élément s'appellera chaînon ou membre.
exemple : suspension à la CARDAN pour gyroscope.
© [JP.BROSSARD], [1987], INSA de Lyon, tous droits réservés.

- 4 -
Dans une chaîne cinématique deux membres consécutifs ont un mou-
vement bien déterminé mais a priori deux éléments quelconques n'ont pas né-
cessairement un mouvement relatif déterminé a priori. Par exemple dans la
suspension à la cardan, le mouvement de l'armature 1 ne détermine pas le
mouvement du rotor 2.
Il existe des chaînes cinématiques où le mouvement d'un membre
entraîne de façon connue celui de tous les membres. On dit que l'on a af-
faire à une chaîne fermée.
à toute valeur de e est asso-
ciée une valeur bien précise
de $ et x.
Le mouvement relatif est transformé en un mouvement absolu bien déterminé.
Remarque 1 : théoriquement une chaîne fermée peut être transformée en au-
tant de mécanismes qu'il y a de membres.
Ainsi à la disposition classique du système bielle manivelle, on
peut associer la disposition jadis utilisée en aviation qui a donné lieu
au moteur à bloc rotatif.
Une chaîne fermée dont un élément est maintenu fixe est appelé
mécanisme. La partie fixe est appelée en général bâti.
© [JP.BROSSARD], [1987], INSA de Lyon, tous droits réservés.

Le point B décrit un cercle de
centre A.
Le cylindre tourne autour de
->•
1'axe 0,ZQ
->
L'axe (A,ZQ) est fixe.
Il est bien évident que les propriétés dynamiques des deux dis-
positifs seront très différentes.
Remarque 2 : On peut encore dire qu'un mécanisme est un ensemble de corps
destiné à transformer le mouvement d'un ou plusieurs corps.
Remarque 3 : Une machine est finalement constituée d'un ensemble de méca-
nismes.
Remarque 4 : II est souvent d'usage de restreindre l'emploi du terme ma-
chine à celles dont l'état de fonctionnement normal est le
mouvement avec mise en jeu de puissance importante, on ex-
clut ainsi parfois de cette étude :
- les machines dont le mode de fonctionnement est statique
(ouvrage d'art)
- les machines dont le fonctionnement n'exige qu'une très fai-
ble puissance : on les désigne en général par instruments.
II. DIFFERENTS TYPES .DE COUPLES DE SOLIDES
Les surfaces qui limitent les solides (Si) et ($2) peuvent être
en contact :
- ponctuel
- linéique
- surfacique
Un couple peut se maintenir "par lui-même" ou non. De ce point de vue on
peut classer les couples en deux catégories.
© [JP.BROSSARD], [1987], INSA de Lyon, tous droits réservés.

2) Couple à contact linéaire
Les surfaces (ax) et (a2) sont tangentes tout le long d'une li-
gne.
exemple : engrenage, variateur.
- 6 -
A) COUPLE SUPERIEUR
L'existence du couple ne peut être assurée quelque soient Les ac-
tions mécaniques mises en jeu.
1) Couple à contact ponctuel
Les surfaces (QI) et (a2) qui limitent les solides
(Si) et (S2) sont tangentes en un point.
Exemple : contact piston plateau dans une pompe
à barillet ; bille sphère dans un variateur.
© [JP.BROSSARD], [1987], INSA de Lyon, tous droits réservés.