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Le schéma cinématiqueSéquence 3 : cinématique
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Introduction : Le schéma cinématique, à quoi ça sert?
• Par définition, un mécanisme est composé de plusieurs sous ensembles reliés entre eux par une ou plusieurs liaisons.
- Mais la lecture des plans d’ensemble n’est pas toujours aisée (cas de mécanismes existants) et il est utile d’en simplifier la représentation.
- - Lorsque le mécanisme n’existe pas (phase de conception), on a besoin d’un schéma illustrant le fonctionnement attendu sans toutefois limiter le concepteur dans les formes et les dimensions à concevoir
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Introduction : Le schéma cinématique, à quoi ça sert?
• Que faut-il donc représenter ?
Le schéma cinématique doit présenter le plus fidèlement et le plus simplement possible les relations entre les différents groupes de pièces.
On trouvera donc :
• Des groupes de pièces représentés sous forme de « fils de fer ». On les appelle aussi « blocs cinématiques » ou « classes d’équivalence »
• Des liaisons normalisées situées au niveau de chaque contact entre les groupes de pièces.
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Introduction : Le schéma cinématique, à quoi ça sert?
• Exemple Serre-joint
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4X
Z
Y
A
B
C
A
CB
Introduction : Le schéma cinématique, à quoi ça sert?
• Autre exemple Étau de modélisme
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Méthodologie
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METHODE D’ELABORATION
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 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 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS
Relier par un trait les groupes ayant des contacts quels qu’ils soient.
Etape 1 : Les classes d’équivalences
Définition
On appelle classe d’équivalence d’un mécanisme, un ensemble de pièces en liaison encastrement (ou cinématiquement liées).
Rem n°1 : Un mécanisme est composé de plusieurs classes d’équivalence
Rem n°2 : Une classe d’équivalence peut comporter une seule pièce
Rem n°3 : Une classe d’équivalence correspond à un sous ensemble qui n’a pas put être fabriqué d’un seul bloc .
Repérage des classes d’éauivalence
Les classes d’équivalence peuvent être repérées de deux méthodes différentes :
1°) Sur le dessin d’ensemble du mécanisme :
Les pièces appartenant à une même classe d’équivalence sont coloriées de la même couleur.
2°) Sur un feuille
On nomme les classes d’équivalence (A, B, C … où E1, E2, E3 …), puis on inscrit entre parenthèse le repère des pièces appartenant à la classe d’équivalence
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Etape 1 : Les classes d’équivalences
• Rem n°1 : Une pièce ne peut pas appartenir à deux classes d’équivalence différentes
• Rem n°2 : Lors du coloriage des classes d’équivalence on utilisera des couleurs facilement différenciables
• Rem n°3 : On colorie toutes les vues du dessin d’ensemble
• Rem n°3 : Les pièces déformables (dont la fonction est de se déformer comme un ressort) sont exclues de toutes les classes d’équivalence
• Rem n°4 : Pour simplifier l’étude on peut considérer certaines pièces comme fixe par rapport à d’autres Ex : Le roulement peut être considéré comme fixe avec l’arbre ou l’alésage, l’anneau élastique peut être considéré comme fixe avec l’arbre sur lequel il est monté.
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Etape 1 : Les classes d’équivalences
Exemple n°1 :
Classes d’équivalence d’une perforatrice
La pièce Rep 8 est ressort, dont la fonction est de ramener en
position initiale le levier 1 (ressort de rappel).
Le mécanisme est composé de 3 classes d’équivalences.
Les pièces 4 et 10 appartiennent à la même classe
d’équivalence car ils sont liés grâce aux deux rivets.
L’anneau élastique est considéré comme lié avec l’axe 6.
Les 3 classes d’équivalence sont :
= (1, 2, 3) = (4, 5, 9, 10) = (6, 7)
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Etape 1 : Les classes d’équivalences
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METHODE D’ELABORATIONETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE
Ce repérage s’effectue 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’; 4’; 5; 6; 11
Groupe 2 : 1; 10
Groupe 3 : 3; 4; 7; 9
Groupe 4 : 2
Etape 2 : le graphe des liaisons
• Le graphe des liaisons est un dessin indiquant les différentes liaisons entre chacune des classes d’équivalence du mécanisme. Les liaisons sont représentées par trait reliant les classes d’équivalence et le nom de la liaison ainsi que son repère d’orientation.
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Exemple n°2 :
Graphe des liaisons de la perforatrice
A
C
B
y
x
X1
A
B
C
Liaison pivot
(C, x)
Liaison
pivot glissant
(A, y)
Liaison ponctuelle
(B, x1)
Etape 2 : le graphe des liaisons
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ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS
Relier par un trait les groupes ayant des contacts quels qu’ils soient.
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?
?
? ?
Le graphe des liaisons a pour but d’établir les relations existant entre les groupes identifiés
précédemment. On va donc, de manière systématique observer les contacts éventuels entre groupes.
Etape 2 : le graphe des liaisons
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ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES GROUPES
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- Déterminer la nature du ou des contacts entre les groupes et/ou observer les degrés de liberté entre les
groupes concernés..
- En déduire la liaison normalisée correspondante (centre et axe)
2 contacts
cylindriques
parallèles
Filetage /
taraudage
Cylindre +
épaulement Cylindre
Glissière
(A,x)
Hélicoïdale
(B,x)
Pivot
(C,x)Pivot glissant
(D,y)
A
BC
D
Etape 4 : le schéma cinématique
Définition
Le schéma cinématique d’un mécanisme est une représentation simplifiée d’unmécanisme utilisant des symboles graphiques (les liaisons cinématiques) pourreprésenter les mobilités entre les classes d’équivalence du mécanisme. Lespièces sont alors représentées sous leur plus simple expression : des traits.
Rem n°1 : La pièce qui est complètement fixe est appelée bâti, elle est reliée ausymbole
Rem n°2 : Les pièces déformables sont représentées à l’aide de symboles.
Rem n°3 : Certaines pièces sont représentées à l’aide de symboles graphique(poulies, courroies, engrenages …). L
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Etape 3 : le schéma cinématique
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Exemple n°3 :
Schéma cinématique de la perforatrice
Les liaisons sont représentées convenables
orientées en utilisant les couleurs des classes
d’équivalence correspondantes.
Le ressort est symbolisé, pour montrer au lecteur
sa présence.
Séquence n°3 Chapitre 2 : Le schéma cinématique
1.1 Symbole graphique
bâti
Système Roue
et vis sans fin
Roue dentée
extérieure
Roue dentée
intérieure Poulie
Roue dentée
conique
Etape 3 : le schéma cinématique
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x
y
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Glissière
Hélicoïdale
PivotPivot
glissant
ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL
- Choisir le point de vue le plus explicite pour le schéma (plan x,y)
- Repérer la position relative des liaisons (au centre du contact réel)
Maintenant, vous n’avez plus
besoin du plan…
A
B
CD
Etape 3 : le schéma cinématique
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METHODE D’ELABORATION
ETAPE 1 : REPERER LES GROUPES CINEMATIQUES
ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS 31
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ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES GROUPES
Glissière
Hélicoïdale
PivotPivot
glissant
ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL
- Choisir un point de vue de représentation (plan x,y)
- Placer les liaisons sur les
points identifiés précédemment
- Repérer la position relative des liaisons (au centre du contact réel)
- Relier les liaisons entre elles en
respectant les blocs (couleurs)
- Terminer l’habillage du schéma
Maintenant, vous n’avez plus
besoin du plan…
Glissière
Hélicoïdale
Pivot
glissantPivot
A
B
CD
Votre schéma est
TERMINÉ !