12 - Le Schéma Cinématique Minimale

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME Exemples de Schéma cinématqu cinématque e

 

Schéma technologique : Une première étape pour modéliser peut être de passer par un schéma dit technologique. Ce typeundemécanisme schéma n’est pas normalisé. Il permet de représenter un système ainsi que certaines solutions technologiques qui sont utilisées. Lors de l’analyse d’un mécanisme ce schéma permet décomposer système en sous systèmes pour comprendre son onctionnement.

Schéma cinématique : C’est une représentation minimale, simplifée du mécanisme, qui ne tient compte ni des ormes ni des dimensions. Il permet de traduire de açon simple le onctionnement cinématique du mécanisme et l’agencement des liaisons. Ce type de schéma est normalisé.

 

Schéma cinématque Lors d’une d’une étude, un mécanisme est rreprésenté eprésenté sous la  forme d’un d’un dessin d’ d’ensemble. ensemble. Si le mécanisme est complexe, il sera u complexe, ule le de le schémaser et de le représenter sous forme d’un schéma cinémaque. Le schéma cinémaque a pour vocaon la descripon des mouvements entre les classes class es d’ d’équivalence équivalence du mécanisme

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME

 Exemple : Bride hydraulique ; Mise en situation But : Cette bride a pour fonction le maintien d ’une pièce pendant une opération d’usinage. Principe : L’efor de serrage es produi par de l’huile sous pression

agissan sur le pison 2.

Foncton echnique : Le uide sous pression es injecé dans l’orice d’admission. La pression hydraulique provoque une acton mécanique au levier par l’inermédiaire du pison, la orce

sera ensuie ransmise par l’inermédiaire du levier au doig .

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME

 Exemple : Bride hydraulique hydraulique ; Vue éclaée

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME

 Exemple : Bride hydraulique ; Dessin d’ensemble

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME

 Exemple : Bride hydraulique ; Nomenclaure

 

R éalisation du schéma Principe général

cinématique

La r éalisation d’un schéma cinématique respecte la démarche suivante : 1. Identification des classes d ’équivalence 2. Etablissement du graphe des liaisons  Recherche

de la g éométrie des contacts

 Identification

des liaisons

4. Choix d’une vue de (face, gauche, dessus, ...) 5. Construction et repr ésentation du schéma cinématique Repr ésentation

normalisée de ces liaisons en cohérence avec

la vue choisie Connexion

d’équivalence

entre-elles des liaisons issues de la même classe

  

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME Défnition de l’étude Avant toute étude il faux: Préciser la phase d’étude. Indiquer dans quelle phase vous étudiez le mécanisme. •

•

•

  Phase de fonctionnement normale,   ou pendant le montage,   pendant le réglage, ….

Dénir la frontière d’étude: On doit on isole le système à étudier. Préciser les hypothèses d’étude:   Les pièces sont parfaitement indéformables . •

•

  Les surfaces fonctionnelles ( de contact) sont géométriquement parfaites. On néglige les défauts de forme et d'état de surface. 

 Les liaisons liaisons entre les les pièces sont sont donc parfaites.

  

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME Etape 1 : Rechercher les classes d’équivalence cinématique : Une classe d’équivalence est un Groupe de pièces n’ayant aucun mouvement entre elles ; Pièces en liaison complète. On dit que les pièces d’une même classe classe sont cinématiquement cinématiquement équivalents. Chaque classe d’équivalence est considérer comme un seul solide indéformable.

•

•

Cette étape se divise en 2 sous-étape : Repérer chaque classe d’équivalence cinématique (CEC) sur le dessin d’ensemble. Lister les pièces de chaque CEC, Une classe d’équivalence se désignera par une lettre majuscule. exemple : En vert : A = { 1 , ………………} En gris : B = { 2 , …………. } En violet violet : C = { x, …………. } En jaune : D = { y , …………… ……………….} ….} •

•

•

•

Remarque : les pièces qui se déforment d éforment sont à exclure des CEC. Et les éléments roulant des roulements ne sont pas pris en compte.

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME Etape 1 : Rechercher les classes d’équivalence cinématique : Dénion de la fronère d’ d’étude étude : Phase de fonconnement normale Les pièces à exclure des CEC : (pièces qui se déforment ) Ils sont le Ressort 11 , le Joint torique 8  et  et le Ressort de rappel 7 .

Classes d’équivalence liée à la pièce  01

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME Etape 1 : Rechercher les classes d’équivalence cinématique :

Le mécanisme étudié comprend 11  pièces que l’on l’on peut regrouper  en 4 classes d’équivalence disnctes A, B , C et D .

 A = {2,6} {1,5} ;; Chemise Corps B= C = {3} ; Piston D = {4,9,10} ; Levier

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME Eape Eap e 2 : Réaliser le graphe des liaisons mécaniques :

étape tape se divise en plusieurs sous-étape : Cette é  –

 –

 –

Placer les classes d’équivalences cinématique ; Préciser la pièce qui est le bâtie ; Compléter le graphe en indiquant l’existence des liaisons

On Place les classes d’équivalences

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Eape Eape 2 : Réaliser le graphe graphe des li liaisons aisons mécaniques :

On précise la pièce qui est le bâtie.

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Eape Eape 2 : Réaliser le graphe graphe des li liaisons aisons mécaniques :

On défnie les liaisons qui existes .

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Eape Eape 3 : Recherche Recherche des des liaisons mécaniques mécaniques : L’identfcaton des liaisons mécaniques revien à Déerminer la naure des conacs enre les classes d’équivalence cinématque. E de Déduire les degrés de mobilité.

 Indiquer pour chaque liaison : - Le centre de la liaison mécanique -  L’axe de la liaison et/ou la normale au plan de contact.

Entre les sous-

Degrés de liberté Nature de la surface de contact

ensembles

Noms R

Surfaces cylindriques

T

Symboles

A/B  

d’axe y

Ry

0

Pivot d’axe (D, y)

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Eape Eape 3 : Recherche Recherche des des liaisons mécaniques mécaniques :

Entre les sousensembles A/D

Nature de la surface de contact Surfaces cylindriques d’axe z Surfaces plane

Degrés de liberté R

T

Rz

0

Noms

Pivot d’axe (B, z)

Symboles

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Eape Eape 3 : Recherche Recherche des des liaisons mécaniques mécaniques :

Entre les sousensembles B/C

Nature de la surface de contact Surfaces cylindriques d’axe y

Degrés de liberté R

T

Rz

Ty

Noms Pivot glissant d’axe (D,y)

Symboles

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Eape Eape 3 : Recherche Recherche des des liaisons mécaniques mécaniques :

Entre les sousensembles C/D

Degrés de liberté Nature de la surface de contact

Surface plane avec

Noms R

T

Rx Ry

Ty 0

Ponctuel de

Symboles

une sphère

Rz

Tz

normale (C, y)

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME On complet le graphe des liaisons mécaniques

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Etape 4 : Tracer Tracer le schéma cinématique minimal. minimal.

•

•

•

•

•

Positionner,, en respectant les centres et les axes des liaisons. Positionner Mettre en place les représentations symboliques des liaisons élémentaires et du bâtie en respectant le code de couleur retenu et l’orientation de la liaison par rapport au repère. Relier tous les éléments de même couleur en respectant les proportions et les ormes générales du mécanisme à schématiser. schématiser. Compléter « éventuellement » par quelques traits le schéma pour  aciliter la compréhension. compréhension. Vérifer le schéma ; pour cela, analyser les mouvements des diérentes CEC du schéma et conronter cette analyse aux mouvements du mécanisme réel.

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Etape 4 : Tracer Tracer le schéma cinématique minimal. minimal. Positionner,, en respectant les centres et les axes des liaisons. Positionner

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME   Etape 4 : Tracer Tracer le schéma cinématique minimal. minimal. Positionner,, en respectant les centres et les axes des liaisons. Positionner

 

ELABORATION D’UN SCHEMA CINEMATIQUE D’UN MECANISME Etape 4 : Tracer le schéma cinématique minimal.

On dessine le schéma cinématique

 

RAPPEL DE LA METHODE D’ELABORATION  

Les principales étapes de réalisation d'un schéma cinématique sont présentées ci-dessous ETAPE 1 : REPERER LES GROUPES CINEMATIQUES   Colorier les classes d’équivalence sur le plan d’ensemble

Recenser les pièces composant chaque groupe (les pièces élastiques à exclure ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS  Relier par un trait les groupes ayant des contacts quels qu’ils soient.   ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES GROUPES Déterminer la nature du ou des contacts entre les classes d’équivalence.  et/ou observer les degrés de liberté entre les groupes concernés. En déduire la liaison normalisée correspondante (centre et axe) ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL  

 

ETAPE 1 : REPERER LES GROUPES CINEMATIQUES

Ce repérage s’eectue en observant le plan d’ensemble ou le mécanisme lui-même s’il est à notre disposition. Sur le plan, la meilleure méthode consiste à colorier d’une même couleur les groupes de pièces en liaison encastrement. Recenser les pièces de chaque groupe. Groupe 1 : 3’; 8 ; 5; 6; 11 Groupe 2 : 1; 10 Groupe 3 : 3; 4; 7; 9 Groupe 4 : 2

ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES D ES LIAISONS   

Le graphe des liaisons a pour but d’établir les relations existant entre les groupes identiés précédemment. On va donc, de manière systématique systématiqu e observer les contacts éventuels entre groupes. Relier par un trait les groupes ayant des contacts quels qu’ils soient.

1

?

3

?

?        ?

?

2

4

?    

ETAPE ET APE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES GROUPES

- Déerminer la naure du ou des conacs enre les groupes e/ou observer les degrés de liberé enre les groupes concernés.. - En déduire la liaison normalisée correspondane (cenre e axe)

1

Hélicoïdale Fileage / araudage (B,x)

3

D C

2Glissière conacs cylindriques (A,x) parallèles

2

Pivot + Cylindre épaulemen

  (C,x)

B A

Pivot glissant Cylindre (D,y)

4

 

ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL

1 - Choisir le point de vue le plus explicite pour le schéma (plan x,y)

Hélicoïdale

Glissière Pivot

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

2

Pivot glissant

4

y B D

3

C A

x

 

ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL Hélicoïdale

- Placer les liaisons sur les points identiés précédemment

Glissière ivot Pivot

2

- Relier les liaisons entre

- Terminer l’habillage du schéma B C A

Vore schéma es

Pivot glissant

4

elles respectant les blocsen (couleurs)

D

3

TERMINE !