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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES DEPARTEMENT DE

UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE Cours Construction Mécanique 1 Spécialité: Construction Mécanique Dr: AMEUR Toufik UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE Cours Construction Mécanique 1 Licence Académique Génie Mécanique Spécialité: Construction Mécanique 2016-2017 Cours Construction Mécanique 1 Programme détaillé Construction mécanique 1 i Licence Académique Génie Mécanique Spécialité: Construction Mécanique Matière: Construction Mécanique 1 Semestre: 5 Unité d’enseignement: UEF 3.1.1 Volume horaire par semaine: cours: 1h30 TD: 1h30 TP: 0h Crédits: 4 Coefficient: 2 Mode d’évaluation: Contrôle continu: 40% Examen: 60% Objectifs de l’enseignement: Fournir aux étudiants une formation scientifique et technologique dans le domaine de la construction mécanique et cela par la connaissance des éléments et pièces de machines standards, utilisés dans la construction des structures mécaniques, des mécanismes et des machine, leur normalisation, la transmission mécanique de puissance. Connaissances préalables recommandées: Dessin Industriel, R.D.M., procédés de la fabrication mécanique. Contenu de la matière : Chapitre 1. Introduction Généralité (la Construction mécanique, Etude de la conception, Coefficient de sécurité, Normes, Economie, Fiabilité). Chapitre 2. Les assemblages filetés Vis, Boulons, goujons, calcul de résistance (Cisaillement, matage, flexion, serrage d’un système hyperstatique Programme détaillé Construction mécanique 1 ii Chapitre 3. Assemblages non démontables Rivetage (différents types de rivets et rivures, calcul de dimensionnement etc..) Soudage (Différents types de soudures, Calcul des soudures : en bout, à clin, à couvre joint, cylindrique, charge dynamique etc..) Chapitre 4. Assemblage des pièces par montage a force Introduction, Avantages, Inconvénients, calcul de résistance (charge axiale, moment de torsion). Montage par échauffement du moyeu, Montage par refroidissement de l’arbre, calcul de l’ajustement. Chapitre 5. Eléments d’obstacles Clavettes, Cannelures et ressorts (calcul de dimensionnement et de résistance) Table des matières Construction mécanique 1 iii Table des Matières Chapitre 1: Introduction à la construction mécanique 1. Conception .......................................................................................................................... 1 1.1. Fonctions mécaniques élémentaires ............................................................................ 1 1.2. Choix d'une solution technologique ............................................................................. 2 2. Normalisation ...................................................................................................................... 3 2.1. Norme ........................................................................................................................... 4 2.2. Différents types de normes .......................................................................................... 5 2.3. Organismes internationales de normalisation ............................................................. 5 2.4. Elaboration d'une norme .............................................................................................. 6 3. Sécurité .............................................................................................................................. 6 3.1. Facteur de sécurité ....................................................................................................... 7 3.2. Détermination d'un coefficient de sécurité .................................................................. 8 Chapitre 2: Assemblage par éléments filetés 1. Généralités .......................................................................................................................... 9 1.1. Rappels sur l'hélice ..................................................................................................... 10 1.2. Différents profils des filets ......................................................................................... 10 2. Organes de liaison filetés ................................................................................................. 11 2.1. Les vis ......................................................................................................................... 11 2.2. Les écrous ................................................................................................................... 13 2.3. Les boulons ................................................................................................................. 14 2.4. Les goujons ................................................................................................................. 14 2.5. Freinage des éléments filetés ..................................................................................... 15 3. Calcul des éléments filetés ............................................................................................... 15 3.1. Dimensionnement des éléments filetés ..................................................................... 16 3.2. Serrage et desserrage ................................................................................................. 18 Chapitre 3: Assemblage par obstacles 1. Goupilles ............................................................................................................................ 22 1.1. Classification des goupilles ......................................................................................... 22 1.2. Calcul des goupilles .................................................................................................... 24 2. Clavètes ............................................................................................................................. 25 2.1. Classification du clavetage ......................................................................................... 25 2.2. Calcul des clavettes parallèles .................................................................................... 29 3. Segments d'arrêt ............................................................................................................... 30 3.1. Classification des segments d'arrêt ............................................................................ 30 3.2. Calcul des segments standards ................................................................................... 32 4. Cannelures et dentelures .................................................................................................. 34 4.1. Classification des assemblages à dentelures ou cannelures ...................................... 34 Table des matières Construction mécanique 1 iv 4.2. Calcul des cannelures à flancs parallèles .................................................................... 36 Chapitre 4: Assemblage par adhérence 1. Assemblage par emmanchement conique ........................................................................ 39 1.1. Caractéristiques d'un assemblage conique ................................................................ 39 1.2. Calcul des efforts de coincement ............................................................................... 40 1.3. Calcul du moment transmissible ................................................................................ 41 2. Assemblage par douilles coniques fendues ..................................................................... 41 2.1. Calcul de l'effort de serrage ....................................................................................... 42 2.2. Calcul du moment transmissible ................................................................................ 42 3. Assemblage par pincement .............................................................................................. 43 3.1. Calcul d'effort axial ..................................................................................................... 43 3.2. Calcul du moment transmissible ................................................................................ 44 Chapitre 5: Assemblages non démontables 1. Assemblage par frettage .................................................................................................. 45 1.1. Procédé de frettage .................................................................................................... 45 1.2. Calcul des températures d'échauffement et (ou) de refroidissement ....................... 46 1.3. Calcul de la pression de contact ................................................................................. 46 1.4. Calcul du moment transmissible ................................................................................ 47 2. Assemblage par rivetage .................................................................................................. 47 2.1. Classification des rivets .............................................................................................. 48 2.2. Calcul des rivets .......................................................................................................... 48 3. Assemblage par soudage .................................................................................................. 49 3.1. Soudabilité .................................................................................................................. 50 3.2. Procédés de soudage .................................................................................................. 50 3.3. Calcul des joints de soudure ....................................................................................... 51 Bibliographie Références Bibliographiques .................................................................................................. 53 Chapitre 1: Introduction à la construction mécanique Chapitre 1 Introduction à la construction mécanique Construction mécanique 1 1 Chapitre 1: Introduction à la construction mécanique La construction mécanique est une science appliquée orientée vers la résolution des problèmes de conception dans une variété de domaines industriels: agricole, forage, automobile, précision,...etc. Les technologies de construction se limitent à l'étude des objets techniques et de leurs fonctionnement. En effet, chaque objet technique se définit par son ou ses rôles dans un ensemble dont ils sont, souvent, garantis par les spécifications de sa propre structure. 1. Conception Les deux préoccupations essentielles des constructeurs sont d'obtenir pour les mécanismes qu'ils étudient: − Un fonctionnement correcte et sûr, − Un coût de production minimal. La réalisation de ces objectifs est basée d'abord sur le choix optimisé des matériaux utilisés et les modes de fabrication. Ainsi, l'adoption d'une solution constructive dans le domaine des fonctions mécaniques élémentaires joue un rôle primordial dans le bon fonctionnement des mécanismes. Elle doit être basé sur une démarche logique et méthodologique impliquant toutes les notions de la mécanique telles que: la statique, la cinématique, la dynamique, la thermodynamique, la résistance ou la fatigue. 1.1. Fonctions mécaniques élémentaires La fonction mécanique élémentaire fondamentale est la fonction liaison. Cette fonction est génératrice pour toutes les autres fonctions mécaniques élémentaires. Lorsque deux ensembles mécaniques restent, sous l'effet des actions externes, en contact par certaines de leurs surfaces, on dit qu'ils sont en état physique de liaison. Une telle liaison peut transforme ou transmettre un mouvement, guider ou positionner un ensemble ou articuler un système. Chapitre 1 Introduction à la construction mécanique Construction mécanique 1 2 On trouve d'autres fonctions mécaniques supplémentaires telle que: a. Mise en position Si l'une des pièces d'un mécanisme est prise comme référence, la fonction mise en position s'intéresse à la détermination rigoureuse de la position relative des autres pièces du mécanisme. Selon le nombre de degrés de liberté supprimés, on obtiendra un positionnement complet (aucun degré n'est possible) ou partiel (un ou plusieurs degrés sont possible). b. Guidage Cette fonction consiste à la détermination et le contrôle de la trajectoire d'une pièce mobile dans l'ensemble. Cependant, les degrés de liberté possibles sont responsables d'assurer le mouvement requis. S'il s'agit d'un mouvement de translation, on parle d'un guidage en translation sinon le guidage est en rotation. c. Lubrification Le frottement des pièces en mouvement relatif peut produire des dégagements thermiques qui conditionnent les caractéristiques mécaniques des matériaux utilisés et ainsi leurs résistance. Aussi, la pression de contact lors d'un mouvement donne naissance au phénomène d'usure qui modifie la forme géométrique des pièces et ainsi la trajectoire de mouvement. La fonction lubrification assure la lute à ces phénomènes par l'interposition d'un fluide entre les surfaces de contacte des pièces en mouvement. Ce fluide a pour but de refroidir le mécanisme et de diminuer l'usure des pièces. d. Etanchéité Le bon fonctionnement d'un mécanisme peut être affecté par la pénétrations des éléments étrangers ou la fuite des fluides de lubrification. la fonction étanchéité se base sur la protection du mécanisme par l'interdiction ou le contrôle des fuites. 1.2. Choix d'une solution technologique La conception d'un mécanisme c'est l'innovation d'un schémas de fonctionnement assurant l'accomplissement des tâches entendues de ce mécanisme. la réalisation de ce schéma nécessite le choix des technologies disponibles qui aboutissent à un ensemble d'organes fonctionnant d'une manière à assurer les fonctions mécaniques élémentaires comprises Chapitre 1 Introduction à la construction mécanique Construction mécanique 1 3 dans ce schéma. Ce problème devra être traité de trois manières: qualitative, quantitative ou économique. a. Aspect qualitatif D'une manière générale, le choix d'une solution est basé, en premier lieu, sur la qualité de fonctionnement qu'elle assure. Cela nécessitera la réponse aux questions: − Quelles sont les degrés de liberté à supprimer? − Quelles sont les efforts à supporter? − Quelle est la précision exigée? − Quels sont les matériaux constituant les pièces en question? − Quelle est la température de fonctionnement? Ces questions ont d'avantage pour but de faire acquérir un état d'esprit technique qu'une quantité de connaissances technologiques. b. Aspect quantitatif Certaines des questions proposées dans l'étude qualitative nécessitent des réponses chiffrées car les problèmes de construction sont souvent présentés sous forme d'un texte comportant des données littérales et chiffrées. En effet, la solution à ces problèmes se présente comme un texte littérale et chiffré, sous forme d'un dessin, d'un schéma ou d'indications diverses permettant de démontrer sans doute que la solution retenue est la meilleure. c. Aspect économique Puisqu'on parle toujours des coûts, un autre aspect peut être impliqué dans ce choix, c'est l'aspect économique. Dans ce contexte, le constructeur doit répondre à la question suivante: fabriquer, commander ou acheter? La réponse à cette question détermine la tendance de la conception. La fabrication permet de garantir la qualité nécessaire mais elle constitue une perte uploads/Industriel/ cm-1.pdf