Les Liaisons Des Pièces Mécaniques

 

www.9alami.com Liaisons et Assemblages  

 

SCIENCES DE L’INGENIEUR Manuel de cours

Liaisons des pièces mécaniques

1STE Sciences Math B 2014/2015 https://sites.google.com/s https://sites.g oogle.com/site/profsi2015/ ite/profsi2015/

www.9alami.com [email protected]  https://sites.google.com/site/profsi2015/

1

 

 

Liaisons et Assemblages  Représentation des filetages ____________________________________________ 4  .I 

Vocabulaire _________________________________________________________________________________ 4 

.II 

Filetage ____________________________________________________________________________________ 4 

.III 

Taraudage __________________________________________________________________________________ 5 

.IV    Assemblage des pièces Filetées ________________ ________________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________5 

IV-1 

Trou débouchant débouch ant ___________________________________________ _____________________ ____________________________________________ ____________________________ ______ 5 

IV-2 

Trou borne _________________________________________ ___________________ ____________________________________________ ___________________________________ _____________ 6 

IV-3 

Application Applic ation ___________________ _________________________________________ ____________________________________________ ___________________________________ _____________ 6 

Liaisons mécaniques _________ ___________________ ___________________ __________________ ___________________ _____________ ___ 7  .I 

Vé Réglable _________________________________________________________________________________ 7  

I-1 

Fonction : ________________________________________________________________________________ 7 

I-2 

Dessin d’ensemble _________________________________________________________________________ 7 

I-3 

Nomenclature Nomencla ture : ___________________ _______________________________________ __________________________________________ ____________________________________ ______________ 7 

I-4 

Modèle 3d _______________________________________________________________________________ 8 

I-5 

Fonctionnement Foncti onnement : _ _______________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________ ______ 8 

I-6 

Dessin d’ensemble éclaté ___________________________________________________________________ 9  

.II 

Liaisons ___________________________________________________________________________________ 10 

II-1  II-2 

Définit ion : _________________________________________ Définition ___________________ ____________________________________________ __________________________________ ____________ 10  Degrés de liberté liber té ___________________________________________ _____________________ ____________________________________________ ___________________________ _____ 10 

II-3 

Degrés de liaison _______________________________________________________________________ 10  

II-4 

Application Applic ation ___________________ _________________________________________ ____________________________________________ __________________________________ ____________ 10 

II-5 

Classe d’équivale d’équ ivalence nce ___________________ _________________________________________ ____________________________________________ ___________________________ _____ 10 

II-6 

Liaisons usuelles _______________________________________________________________________ 11 

.III 

Schéma cinéma cinématique tique ___________________ _________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________ 12 

III-1 

Définition Définit ion : _________________________________________ ___________________ ____________________________________________ __________________________________ ____________ 12 

III-2 

Graphe des liaisons _____________________________________________________________________ 12  

III-3 

Schéma cinéma cinématique tique _________________________________________ ___________________ __________________________________________ __________________________ ______ 12 

ENCASTREMENT _________ ETUDE DE LA LIAISON ENCASTREMENT ___________________ __________________ ________ 13  .I 

Liaisons encastrements démontables par adhérence ________ ________________ _________________ _________________ _________________ ______________ _____ 13 13  I-1  Princ Principe ipe : _______________________ _ ____________________________________________ ____________________________________________ __________________________________ ____________ 13 

I-2 

Assemblage Assembla ge par Vis d’assemblage d’assem blage ___________________________________________ _____________________ ______________________________________ ________________ 13 

I-3 

Assemblage par Vis de pression _____________________________________________________________ 14  

I-4 

Assemblage par Boulons ___________________________________________________________________ 15 

I-5 

Assemblage Assembla ge par Goujon _________________________________________ ___________________ __________________________________________ __________________________ ______ 15 

I-6 

Assemblage par ecrou et surface conique ________ _________________ _________________ _________________ _________________ ________________ ___________ ___ 16 

.II 

Freinage des éléments filetés __________________________________________________________________ 17  

II-1 

Contre écrou __________________________________________________________________________ 17 

II-2 

Ecrou auto-freiné NYLSTOP _____________________________ _______ __________________________________________ _________________________________ _____________ 17 

II-3 

Ecrou à créneaux et goupille V ____________________________________________________________ 17 

II-4 

Rondelle de freinage ____________________________________________________________________ 17 

.III 

Liaison encastrement par Obstacle _____________________________________________________________ 18 

III-1 

Liaison par clavette _____________________________________________________________________ 18  

III-2 

Liaison Liaiso n par Goupil Goupille le _________________________________________ ___________________ ____________________________________________ ___________________________ _____ 20 

2 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .IV  

Liaison par cannelures _______________________________________________________________________ 22  

IV-1 

Principe : _____________________________________________________________________________ 22 

IV-2 

Représentatio Représen tation n simpli simplifiée fiée _____________________ _ __________________________________________ __________________________________________ ____________________ 22 

.V  

Les Anneaux Annea ux Elastique Elastiquess _____________________ ___________________________________________ ____________________________________________ ___________________________ _____ 23 

V-1 

Circlips Circl ips pour arbre _____________________ ___________________________________________ __________________________________________ __________________________ ______ 23 

V-2 

Circlips pour alésage ____________________________________________________________________ 23 

V-3 

Application Applic ation : ___________________ _______________________________________ __________________________________________ ___________________________________ _____________ 23 

.VI  Liaison Encastrement Indementable ____________________________________________________________ 24   VI-1  Liaison Liaiso n par rivet ___________________ _________________________________________ ____________________________________________ ______________________________ ________ 24 

VI-2 

Liaison Liaiso n par soudage ___________________ _________________________________________ ____________________________________________ ___________________________ _____ 24 

AJUSTEMENTS ________ COTATION TOLÉRANCEE ET AJUSTEMENTS __________________ _______________ _____ 25  .I 

Notion de toléran tolérance ce ___________ _______________________________ __________________________________________ __________________________________________ ____________________ 25 

.II 

Tolérances du système ISO ____________________________________________________________________ 25  

.III 

 Ajustement : ____________________ ____________________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ _________________ __________ _ 26 

III-1 

Définition Définit ion : _________________________________________ ___________________ ____________________________________________ __________________________________ ____________ 26 

III-2 

Nature de l’ajustement :_________________________________________________________________ 26  

III-3 

Système à alésage alésag e normal norma l H ___________________ _________________________________________ __________________________________________ ____________________ 27 

GUIDAGE EN TRANSLATION _______________________ ________________ _______ 28  _____________ ___________________ .I 

Définition Définitio n : _____________________ ___________________________________________ ____________________________________________ _____________________________________ _______________ 28 

.II 

Schéma cinématique : _________________________________ ___________ ____________________________________________ ______________________________________ ________________ 28 

.III 

Solutions technologiques : ____________________________________________________________________ 28  

III-1 

Guidage par surfaces prismatique _________________ _________________________ _________________ _________________ ________________ _______________ _______ 29 

III-2 

Guidage par surfaces cylindriques ________ _________________ _________________ _________________ _________________ ________________ _______________ _______ 31 

.IV    Application : ________________________ ________________________________ ________________ ________________ _________________ _________________ _________________ ______________ _____ 32 

GUIDAGE EN ROTATION __________ ___________________ __________________ ___________________ _______________ _____ 33  .I 

Définition Définitio n : _____________________ ___________________________________________ ____________________________________________ _____________________________________ _______________ 33 

.II 

Représentation Représe ntation normalisée normalisé e _______ _____________________________ ____________________________________________ ______________________________________ ________________ 33 

.III 

Solutions constructives _______________________________________________________________________ 33 

III-1  III-2  III-3 

Contact direct _________________________________________________________________________ 33   Contact indirect : Guidage par Coussinets __ ___________ _________________ _________________ _________________ ________________ _______________ _______ 34  Guidage en rotation par roulements ________ ________________ ________________ _________________ _________________ _________________ ______________ _____ 35 

.IV    Applications : _________ _________________ _________________ _________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ___________ ___ 38  .V  

Protection des Roulements ____________________________________________________________________ 40  

V-1 

Etanchéité ________________________________________________________ Erreur ! Signet non défini. 

V-2 

Lubrification ______________________________________________________ Erreur ! Signet non défini. 

V-3 

Application Applic ation ___________________ _________________________________________ ____________________________________________ __________________________________ ____________ 41 

3 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  Représentation des filetages .I 

Vocabulaire

.II 

Filetage

4 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .III  Taraudage

.IV  Assemblage des pièces Filetées La représentation de la vis est prépondérante

IV-1  Trou débouchant

5 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  IV-2  Trou borne

IV-3  Application Completer l'assemblage suivant:

6 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  Liaisons mécaniques .I 

Vé Réglable

I-1 

Fonction :

Le Ve réglable est un mécanisme simple composé de 5 pièces dont la fonction globale est : positionner verticalement des pièces cylindriques en vue de les contrôler

I-2 

Dessin d’ensemble

Pièce

I-3 

Nomenclature :

2 1

Coulisseau en Vé

4

Goupille élastique

Corps

3

Tige filetée

5

Ecrou moleté

Rep

Nom

Rep

Nom

Rep

Nom

7 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  I-4 

Modèle 3d

I-5 

Fonctionnement :

La rotation de l’écrou moleté 5 autour de l’axe Z provoque la translation du coulisseau 2 suivant l’axe Z

8 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  I-6 

Dessin d’ensemble éclaté

Contact 4/2/3

Contact 2/3

Contact 5/3:

Z

Contact

Y

X

9 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .II 

Liaisons

II-1  Définition : Une liaison est une relation de contact entre deux pièces. 

II-2  Degrés de liberté Un solide libre dans l’espace possède 6 mouvements possibles par rapport à un repère R(X,Y,Z) appelés degrés de liberté

Z

3 Translations : Tx Ty Tz

3 Rotations : Rx Ry Rz

Y

II-3  Degrés de liaison

X

Ce sont les degrés liberté éliminés par une relation de contact avec un autre solide. La nature des surfaces de contact  détermine  détermine les mouvements relatifs

II-4  Application En se référant au dessin d’ensemble, au model 3D et au dessin éclaté, Compléter le tableau des liaisons suivant :

Pièces

Degrés de liberté

Surfaces de contact

1/2

Surfaces planes S1, S2

3/2

Surface cylindrique

3/2/4

Surfaces cylindriques

X T R

Y

Z

Liaison

Symbole

Glissière

T R T R

3/5

Surface hélicoïdale

1/5

Surface plane

T R T R

II-5  Classe d’équivalence C’est un groupe de pièces liées ensemble par liaison encastrement : EX : {3,2,4}

10 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  II-6  Liaisons usuelles

11 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .III  Schéma cinématique III-1  Définition : C’est une représentation simplifiée du mécanisme qui décrit fidèlement son fonctionnement

III-2  Graphe des liaisons

Glissière Z

1

2/3

Appui plan(x,y)

5 III-3  Schéma cinématique

12 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  ETUDE DE LA LIAISON ENCASTREMENT ENCASTREMENT .I 

Liaisons encastrements démontables par adhérence

I-1 

Principe :

Concevoir une liaison encastrement   démontable par  adhérence 

I-2  2.1 ) 

 Assurer la mise en position: MIP

Surfaces de contact:  Plane, cylindrique conique.

 Assurer le maintien en position: MAP

Eléments de liaison:  Vis, Boulons, Goujons 

Assemblage par Vis d’assemblage Principe

MIP : MAP :

Surface plane Vis d’assemblage

13 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  2.2 ) 

Représentation normalisée

(Compléter la représentation des vis d’assemblage)

I-3 

Assemblage par Vis de pression

MIP : MAP :

Surface plane Vis de pression

14 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  I-4  4.1 ) 

Assemblage par Boulons Principe :

1.1.  C’est une vis plus un écrou Les 2 pièces sont munies de trous de passage

4.2 ) 

Représentation normalisée

Repérer les trous de passage sur 1 et 2

I-5 

2

1

3

4

Assemblage par Goujon 

5.1 ) 

Avant assemblage

5.2 ) 

Apres assemblage

C’est une tige filetée de 2 cotés plus un écrou

4

1

2

5

3

15 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  I-6  6.1 ) 

Assemblage par ecrou et surface conique Principe

MIP : surface conique MAP : Ecrou H+ Rondelle

6.2 ) 

Représentation normalisée

Ecrou H seul

16 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .II 

Freinage des éléments filetés

II-1  Contre écrou

II-2  Ecrou auto-freiné NYLSTOP

II-3  Ecrou à créneaux et goupille V

II-4  Rondelle de freinage 4.1 ) 

Rondelle à dents

4.2 ) 

Rondelle Grower

4.3 ) 

Ecrou a encoche et rondelle frein

17 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .III  Liaison encastrement par Obstacle III-1  Liaison par clavette 1.1 ) 

Principe :

MIP : Surface cylindrique, surface plane MAP : Vis plus rondelle

1.2 ) 

Représentation ;

18 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  1.3 ) 

Application :

Concevoir la liaison encastrement encastrement 1 et 2 par clavette 3 Ecrou H 5 et Rondelle plate 4 Compléter la vue de Gauche en coupe A-A de la roue dentée 2 seule  

19 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  III-2  Liaison par Goupille 2.1 ) 

Principe

MIP : Surface cylindrique MAP : Goupille

2.2 ) 

Représentation :

GOUPILLE ELASTIQUE 

GOUPILLE CYLINDRIQUE 

20 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  2.3 ) 

Application :

Compléter la conception de l'accouplement des arbres suivante par Deux goupilles Elastique Fondues

21 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .IV  Liaison par cannelures IV-1  Principe :

IV-2  Représentation simplifiée

22 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .V  Les Anneaux Elastiques V-1  Circlips pour arbre

V-2  Circlips pour alésage

V-3  Application : Compléter la liaison encastrement de 3 avec 1 par une clavette 2 et un anneau élastique 4

23 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .VI  Liaison Encastrement Indementable Rivet creuse

VI-1  Liaison par rivet

VI-2  Liaison par soudage 2.1 )  Principe :

2.2 ) 

Représentation :

24 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  COTATION TOLÉRANCEE ET AJUSTEME AJUSTEMENTS NTS .I 

Notion de tolérance

Une pièce ne peut jamais être réalisée avec des dimensions rigoureusement exactes. Mais pour qu’elle remplisse sa fonction dans un mécanisme, il suffit en pratique que chaque dimension soit comprise entre deux limites : Ecarts superieur et inferieur

Cote nominale: Cnom =67 Cote Maximale: CMaxi = Cnom + Es = 67,05 Cote minimale : Cmini = Cnom + EI =66,98 Intervalle de tolérance : IT = ES – EI + CMaxi – Cmini = 0,07

.II 

Tolérances du système ISO

Φ 24H7 : Cote pour alesage. Φ 24g6 : Cote pour Arbre. 

Φ 24 Lettre Majuscule :H

Cote nominale : Diamètre 24 Indique la position de l'IT par rapport à la cote nominale d’un alesage

Lettre Minuscule : g

Indique la position de l'IT par rapport à la cote nominale d’un arbre

7, 6

Qualité : indique la valeur de l'IT

Φ 24H7

Sur le tableau des ajustement on lie : 24 ± 

Φ 24g6

Sur le tableau des ajustement on lie : 24 ± 

25 https://sites.google.com/site/profsi2015/

 

 

Liaisons et Assemblages  .III  Ajustement : III-1  Définition :

C’est une cotation normalisée utilisée pour les assemblages de deux pièces Arbre et  Alesage, il permet de spécifier à la fois la cote du contenant ou alésage, alésage, et celle du contenu ou arbre

Φ 24H7f6 

Cote de l’arbre :

Φ 24f6 :  Cnom : 24 CMaxi : Cmini : Cote de l’alésage :

Φ 24H7 :  Cnom : 24 CMaxi : Cmini :

III-2  Nature de l’ajustement : 2.1 ) 

Ajustement Avec jeu :

Jmini = Cmini de l’Alésage - : CMaxi de l’Arbre l’Arbre >=0 Cote Arbre < Cote Alésage

2.2 ) 

Ajustement Avec serrage :

JMaxi= CMaxi de l’Alésage - : Cmini de l’Arbre Cote Alésage

2.3 ) 

Ajustement incertain

JMaxi= CMaxi de l’Alésage - : Cmini de l’Arbre >=0 Jmini = Cmini de l’Alésage - : CMaxi de l’Arbre l’Arbre