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1 Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique  Uni

1 Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique  Université de Carthage  Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie Département de Génie Physique et Instrumentation Ministry of Higher Education and Scientific Research  University of Carthage  National Institute of Applied Sciences and Technology Department of Physics Engineering and Instrumentation Support de Cours Technologie Mécanique 2ème année Instrumentation et Maintenance Industrielle S. HAMZA, Ph.D. en Génie Mécanique Janvier 2019  2 Sommaire Chapitre 1 : Caractérisation des liaisons entre pièces mécaniques Chapitre 2 : Guidage en translation et en rotation Chapitre 3 : Les sollicitations simples Chapitre 4 : Généralités sur les roulements Chapitre 5 : Notions sur le calcul des roulements Chapitre 6 : Généralité sur les engrenages Chapitre 7 : Transmission de mouvement 3 TECHNOLOGIE MÉCANIQUE Classes de deuxième année Instrumentation et Maintenance Industrielle (IMI2) Etablissement : Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie Volume horaire : 11,25 h de Cours et 11,25 h de TD Site web : http://www.academia.edu/3008321/Technologie_Mecanique formation des ingénieurs. - - - faire des rapprochements entre la technologie et les applications qui nous entoure. gles de montages et de transmission de puissance. rmation des mouvements, etc. – m LE CONTENU DU COURS Le cours sera organisé en sept chapitres : Chapitre I : Caractérisation des liaisons entre pieces mécaniques 1. Solides 2. Système matériel 3. Modélisation des liaisons 4. Degrés de liberté 5. Caractéristiques géométriques des contacts 6. Symboles des liaisons 7. Modélisation dans le plan des actions mécaniques 8. Actions des liaisons parfaites dans le plan 9- Principe fondamental de la statique Chapitre II : Guidage en translation et en rotation A- Guidage en translation 1. Introduction 2 expression fonctionnelle du besoin 3. Guidage isostatique 4 P 5. Problème du coincement dans le cas de formes complèmentaires cylindriques simples et doubles 6. Guidage en translation par contact direct 7. Guidage en translation par roulement 8. Guidages hydrostatiques B- Guidage en rotation 4 1. Introduction 2. Fonction à assurer 3. Indicateurs de qualité 4 P œ 5. Guidage en rotation par contact direct 6. Guidage en rotation par interposition de bagues de frottement 7. Guidage en rotation realise par roulement 8 G Chapitre III : Les sollicitations simples 1- 2- 3- Traction simple 4. Compression simple 5. Flexion-Cisaillement 6. Torsion simple 7. Matage Chapitre IV : Généralités sur les roulements 1. L'histoire des roulements 2. Types de roulements 3. Montage des roulements 4. Règles de montage des roulements 5. Exemples de montage 6. Etanchéité des roulements Chapitre V : Notions sur le calcul des roulements 1. Durée de vie normalisée L10 2 3. Capacite de charge dynamique (C) 4. Relation entre durée de vie (L10 ) et charge dynamique (C) 5. Calcul de la charge dynamique équivalente (P) 6 7. Capacité de charge statique C0 et charge statique équivalente P0 Chapitre VI : Transmission des mouvements 1- transmission par engrenages 2- Transmissions par poulies et courroies 3- Transmission par pignons et chaines 4- Transmission par roues de friction Chapitre VII : Transmission de puissance par engrenages 1- Définition 2- (α=20°) 3- ï (β=20°) 4- Roue et vis sans fin 5- Représentations des engrenages 6- Samir HAMZA Département de Génie Physique et Instrumentation 5 CHAPITRE : I CARACTÉRISATION DES LIAISONS ENTRE PIÈCES MÉCANIQUES (LIAISONS MÉCANIQUES) 1. SOLIDES Selon le type de problème que l’on a à traiter, on considère en mécanique divers types de solides. 1.1. Solide réel Il s’agit d’un ensemble physique dont l’aspect paraît invariable lorsqu’on le soumet à des sollicitations diverses et dosées (par opposition aux fluides : liquides ou gaz). * La masse d’un solide réel reste constante. * La forme du solide réel varie très faiblement selon les sollicitations qu’on lui impose, suivant une loi inconnue. 1.2. Solide déformable Il s’agit d’un ensemble physique dont la déformation doit être prise en compte. * La masse d’un solide déformable reste constante. * La forme varie de façon prévisible et quantifiable en fonction des efforts appliqués. On distingue 3 types de solides déformables : le solide flexible, le solide élastique et le solide souple. 1.3. Solide parfait Il s’agit d’un modèle théorique souvent utilisé. * La masse d’un solide parfait reste constante. * Sa forme ne varie pas quelles que soient les sollicitations qu’on lui impose (indéformable). * La distance entre deux points quelconques est invariante au cours du temps (rigide). 2. SYSTÈME MATÉRIEL On appelle système matériel une quantité de matière, homogène ou non, dont la masse reste constante pendant son étude. Cette définition est indépendante de la notion de solide dont nous venons de parler et elle très générale, elle peut s’appliquer à beaucoup de choses. En effet, un système matériel peut être : - un solide, - plusieurs solides, - un morceau de solide, - une masse de fluide, ... Ce qui est important en mécanique, c’est de bien choisir le système matériel. Une fois le système matériel choisi, il nous est possible de l’isoler, ce qui revient à le définir de façon très précise, dans le but par exemple d’étudier son équilibre. Isoler un système matériel revient à diviser l’univers en deux parties : - d’une part, le système matériel, objet de notre étude, - d’autre part, l’extérieur, c’est-à-dire tout ce qui n’est pas le système considéré. 6 3. MODÉLISATION DES LIAISONS Une liaison mécanique entre deux pièces (ou entre deux groupes de pièces) est un ensemble de dispositions constructives permettant à ces deux pièces d’avoir l’une par rapport à l’autre certaines libertés de mouvements et de permettre la transmission de certains efforts. Une liaison parfaite est une liaison telle que : - les possibilités de mouvements relatifs sont obtenues à partir de surfaces de contact géométriquement parfaites qui ont entre elles un jeu de fonctionnement nul ; - le contact de ces surfaces se fait sans adhérence. Une liaison parfaite est donc une liaison théorique. Pour décrire les contacts, on utilise un repère local associé au contact. Pour chaque cas, ce repère R (A,x,y,z)est défini très clairement : - le point A est le centre géométrique de l’assemblage ; - le vecteur x est porté par la normale au plan tangent commun ou par l’axe de symétrie de la liaison ; - la base (x,y,z) est orthonormée directe. Figure 1 : Les six degrés de libertés (3R + 3T) * une liaison élémentaire entre deux solides 1 et 2 est créée par le contact d’une surface associée au solide 1 sur une surface associée à 2 ; * pour caractériser la nature de leur liaison, il faut étudier les mouvements relatifs du solide 1 sur le solide 2 ; * les mouvements relatifs s’étudient dans un repère local associé à la liaison, dans lequel : - Tx : caractérise la liberté de translation selon l’axe (A,x) de 1 par rapport à 2 et réciproquement. - Rx : caractérise la liberté de rotation autour de l’axe (A,x) de 1 par rapport à 2 et réciproquement. * une liaison entre 1 et 2 peut avoir au plus six degrés de liberté. C’est une liaison libre ; * un degré de liberté est une variable qui peut prendre deux états auxquels on peut associer : - Le chiffre 0, lorsque le degré de liberté est impossible. - Le chiffre 1, lorsque le degré de liberté est possible. * à un degré de liberté supprimé correspond un degré de liaison. 7 4. DEGRÉS DE LIBERTÉ Nous noterons R (A, x, y, z) le repère local associé à une liaison. L’origine A de R est le centre géométrique de la surface de contact (barycentre). La base (x, y, z) sera toujours orthonormée directe. Le nombre de degré de liberté d’une liaison est le nombre de mouvements relatifs indépendants que la liaison autorise entre les deux solides. Ce nombre est au plus égal à 6. Quand le nombre de degrés de liberté est égal à 0, les deux solides sont en liaison complète ; on dit : liaison d’encastrement. Quand le nombre de degré de liberté est égal à 6, les deux solides n’ont aucune liaison ; on dit : liaison libre. 5. CARACTÉRISTIQUES GÉOMÉTRIQUES DES CONTACTS Certains contacts sont dits ponctuels ou linéaires quand l’aire de la surface de contact tend vers zéro (exemple : billet ou cylindre sur plan). Figure 2 : Contact ponctuel (une sphère avec un plan) Figure 3 : Contact linéaire (un cylindre avec un plan) Figure 4 : Contact plan (deux plans) 6. LIAISONS Nous désignerons par nc les degrés de libertés d’une liaison, c’est-à-dire le nombre de paramètres indépendants du positionnement du solide 1 par rapport au solide 2.  Liaison encastrement ou fixe (nc=0)  Liaison pivot (nc=1)  Liaison glissière (nc=1)  Liaison hélicoïdale. Une translation conjuguée à une rotation de même axe (nc=1)  Liaison pivot glissant. Une translation et une rotation de même axe, ces deux libertés étant indépendant (nc=2)  Liaison sphérique à doigt (nc=2)  Liaison appui plan (nc=3)  Liaison rotule ou sphérique (nc=3)  Liaison linéaire rectiligne (nc=4)  Liaison sphère-cylindre ou linéaire uploads/Industriel/ support-de-cours-technologie-mecanique.pdf