L3 Energétique Éléments de Machines ABBADENI MOHAMMED FACULTÉ DES SCIENCES ET D
L3 Energétique Éléments de Machines ABBADENI MOHAMMED FACULTÉ DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE UNIVERSITÉ DE DJILALI BOUNAAMA DE KHEMIS-MILIANA 06-2020 Table des matières I - Chapitre 02 : Les assemblages filetés 5 A. Introduction................................................................................................5 B. Assemblage des pièces par éléments filetés.....................................................5 1. Boulons..........................................................................................................................5 2. Vis.................................................................................................................................6 3. Goujons..........................................................................................................................8 4. Lacets ou Tirants..............................................................................................................9 5. Écrous............................................................................................................................9 C. Freinage des éléments de serrage................................................................10 1. Freinage par adhérence...................................................................................................10 2. Freinage par obstacle......................................................................................................10 D. Filetages...................................................................................................11 1. Introduction..................................................................................................................11 2. Dimensions...................................................................................................................12 3. Filetage ISO..................................................................................................................12 4. Filetage trapézoïdal et filetage carré.................................................................................13 E. Calcul de résistance....................................................................................14 F. Calcul du diamètre......................................................................................16 G. Calcul de l'implantation...............................................................................16 Bibliographie 17 3 I - Chapitre 02 : Les assemblages filetés I Introduction 5 Assemblage des pièces par éléments filetés 5 Freinage des éléments de serrage 10 Filetages 11 Calcul de résistance 14 Calcul du diamètre 16 Calcul de l'implantation 16 A. Introduction La fabrication des produits complexes exige souvent l'assemblage de plusieurs composants [1]. Un assemblage, qu'est un dispositif qui permet de réunir et de solidariser plusieurs pièces entre elles, se fait avec différentes techniques (soudage, collage, rivetage, serrage, etc). La technique d'assemblage par serrage comporte quatre types d'éléments : vis, boulons, goujons, lacets. B. Assemblage des pièces par éléments filetés 1. Boulons Un boulon est une tige dont une extrémité, appelée tête, présente un renflement de forme cylindrique généralement hexagonale et dont l'autre extrémité, filetée, reçoit un écrou qui permet d'exercer un effort de serrage sur l'assemblage compris entre lui-même et la tête de boulon. L'immobilisation de la rotation de la tête se fait par 5 fois par l'emploi d'un ergot [2]. Figure 1 : Boulons de serrage de deux pièces (a) avec ergot (b) sans ergot [2] 2. Vis Vis d'assemblage Une vis d'assemblage est une tige filetée avec ou sans tête. Elle est destinée à la fixation d'une ou de plusieurs pièces. Son extrémité filetée est implantée dans un trou fileté pratiqué dans une pièce. Figure 2 : Vis de serrage [2] Vis de pression Contrairement à la vis d'assemblage qui prend appui sous sa tête, la vis de pression appuie par son extrémité (soit une sollicitation de compression). La vis de pression se place dans le trou taraudé débouchant et exerce une pression sur une pièce, empêchant le coulissement par adhérence. 6 Chapitre 02 : Les assemblages filetés Types et désignation des vis Ils existe plusieurs type de vis qu'on peut les différencier par leurs têtes et par leurs tiges (Figure 3 [4]) Figure 3 : Types de vis d'assemblage Les différents types de vis avec leurs symboles de désignation [2]: H: Vis à tête hexagonale Q: Vis à tête carré CHC: Vis à tête cylindrique, Hexagonale Creux FS: Vis à tête fraisée fendue FHC: Vis à tête fraisée, Hexagonale Creux CLS: Vis à tête cylindrique large fendue Chapitre 02 : Les assemblages filetés 7 Exemple : Désignation des vis 3. Goujons Le goujon est une tige d'assemblage, filetée à ses deux extrémités, dont l'une des extrémités est implantée dans un trou fileté pratiqué dans une pièce. Les goujons peuvent remplacer les boulons lorsque les pièces à assembler sont très épaisses. 8 Chapitre 02 : Les assemblages filetés Figure 4 : Goujon [2] 4. Lacets ou Tirants Un lacet est une tige filetée à ses deux extrémités. L'effort de serrage se fait par l'intermédiaire d'écrous montés sur chacune des extrémités filetées. Figure 5 : Lacets 5. Écrous Un écrou est une pièce taraudée munie d'un dispositif de manœuvre pour en permettre le serrage. La figure 6 présente quelques types d'écrous [4]. Figure 6 :Les écrous Chapitre 02 : Les assemblages filetés 9 C. Freinage des éléments de serrage Pour empêcher le desserrage spontané des vis et écrous, spécialement dans le cas de sollicitations dynamiques ou accompagnées de chocs, il est souvent nécessaire d'utiliser un dispositif de freinage, encore appelé dispositif de sécurité. Certains de ces dispositifs consistent à augmenter le couple de desserrage par frottement (freinage par adhérence). Pour d'autres dispositifs, le freinage résulte d'un effet d'obstacle (freinage par obstacle). 1. Freinage par adhérence Le Tableau suivant [2] présente les différentes méthodes de freinage par adhérence. 2. Freinage par obstacle Le Tableau suivant [2] présente les différentes méthodes de freinage par obstacle. 10 Chapitre 02 : Les assemblages filetés D. Filetages 1. Introduction La caractéristique fondamentale des vis est le filet, qu'est une nervure en saillie sur une surface cylindrique ou conique engendrée par le mouvement hélicoïdal d'une section génératrice prise dans un plan méridien. Le filet est dit mâle lorsqu'il fait saillie extérieurement sur une pièce mâle (exemple : vis). Il est dit femelle lorsqu'il fait saillie intérieurement sur une pièce femelle (exemple : écrou). Les notions terminologiques du filet sont exprimées par la figure 7 [4]. Chapitre 02 : Les assemblages filetés 11 Figure 7 : Terminologie 2. Dimensions Les dimensions du filet sont représentées en figure 8 [4]. Figure 8 : Dimensions 3. Filetage ISO Le filetage ISO a pour section génératrice un triangle équilatéral dont le côté est égal au pas (p). C'est le plus courant pour les assemblages filetés. Pour un filetage triangulaire ISO, on a [4]: La hauteur portante (h) 12 Chapitre 02 : Les assemblages filetés Figure 9 :Profil ISO 4. Filetage trapézoïdal et filetage carré Le filetage trapézoïdal et le filetage carré sont représentés, respectivement, en figures 10 et 11 [4]. Figure 10 : Filetage trapézoïdal Avec : ne = nombre d'entrées ; p = pas ; H = hauteur du triangle primitif, H = 1; 866p/ne ; h = hauteur portante du filet, h = 0.5p/ne ; a = vide à fond de filet. Chapitre 02 : Les assemblages filetés 13 Figure 11 : Filetage carré Remarque Les filetages trapézoïdal et carré sont très courants dans les vis de mouvement. E. Calcul de résistance La technique assemblage consiste à poser la vis puis à serrer l'écrou. Le fonctionnement correct de cette technique nécessite un fort serrage. Le serrage est assure par une force F qui a une action sur la tige de la vis et sur les filets. L'assemblage est obtenu par le coincement de deux surface hélicoïdales. La condition de stabilité du système d'assemblage est [5]: Les éléments de serrage sont exposés à plusieurs sollicitations : traction, cisaillement... 14 Chapitre 02 : Les assemblages filetés Pour une sollicitation de traction dans la tige, la contrainte est: Sn : surface à fond de filet de la vis. Pour une sollicitation de cisaillement de filets, la contrainte est: Où N est le nombre de filets en prises et Sf est la section cisaillée d'un filet ( Sf=πPd). Pour que la vis puisse résister, les efforts maximales de traction et de cisaillement doivent être inférieurs ou égales à une valeur pratique. En introduisant un coefficient de sécurité (Cs), on peut écrire [5]: Où: Re est la limite élastique et Rg est la résistance à la rupture par glissement. Chapitre 02 : Les assemblages filetés 15 F. Calcul du diamètre La section d'une tige filetée est donnée par la relation suivante: où k est le coefficient de concentration de contraintes, égale à 2.5 pour les filetages. En remplaçant S dans l'expression qui donne la contrainte pour une sollicitation de traction, on trouve : De cette relation, on peut déduire le diamètre nominal de la tige filetée: et aussi la valeur minimale du diamètre nominal de la tige filetée : G. Calcul de l'implantation L'expression qui donne la contrainte pour une sollicitation de cisaillements de filets peut être donnée par: 16 Chapitre 02 : Les assemblages filetés Le nombre minimal de filets en prise est donné par: L'implantation J de la tige filetée est égale au produit du nombre de filets en prise et du pas (P) : J = N . P Sa valeur minimale peut être déduite par la relation suivante: Bibliographie [1] S.R. SCHMID, B. J. HAMROCK, BO. O. JACOBSON, Fundamentals of Machine Elements, Third Edition. SI Version-CRC Press, 2014. [2] A. BELOUFA, Éléments de Machines, Polycopie de cours, Centre universitaire – Ain Témouchent, Institut des Sciences et de la Technologie, [3] J.L. FANCHON, Guide des sciences et technologies industrielles, Ed Nathan, Paris, 2006. [4] J.F. DEBONGNIE. Conception et calcul des éléments de machines, DEBONGNIE (Jean-François), Liège, Belgium, 2013. [5] A. TOUFIK. Construction Mécanique, Polycopie de cours, Université KASDI MERBAH Ouargla, 2016. Chapitre 02 : Les assemblages filetés 17 uploads/Industriel/ chapitre-02-les-assemblages-filetes 3 .pdf
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Gratuit pour un usage personnel Attribution requise- Détails
- Publié le Dec 22, 2021
- Catégorie Industry / Industr...
- Langue French
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