S1 / UE2 / INGENIERIE MECANIQUE EN CONCEPTION DE PRODUITS

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1 . PRELIMINAIRE S / UE / INGENIERIE MECANIQUE EN CNCEPTIN DE PRDUITS FICHE (Conception des produits : techniques d analse et de conception) PHI-F-liaison-encastrement/version du 07//00/JG CNCEPTIN D'UNE LIAISN ENCASTREMENT Voir les caractéristiques cinématiques et les actions transmissibles du modèle liaison encastrement.. RAPPEL : ANALYSE FNCTINNELLE TECHNIQUE D UN MECANISME EME EME etérieur du produit (AFB) MECANISME EME EME fonction technique : interactions entre les composants FT Composant A FTi Composant B chaine fonctionnelle : ensembles des solutions technologiques FTj Composant C FTn FTi : rendre solidaire sans aucun mouvement relatif deu pièces "i" et "j" d un mécanisme environnant. FNCTINS TECHNIQUES A REALISER PAR UNE LIAISN ENCASTREMENT Diagramme fonctionnel technique (FAST).partiel : FT : rendre solidaire sans aucun mouvement relatif deu pièces "i" et "j" d un mécanisme environnant FT Mettre en position relative FT unique (ou partielle) les deu pièces intérieur du produit (AFT) Choisir les surfaces fonctionnelles de contact prépondérantes FT Choisir les surfaces fonctionnelles de contact complémentaires FT Maintenir en position les deu pièces et associer l adhérence FT Transmettre les actions FT mécaniques entre les deu pièces FT FT FT Choisir les matériau des deu pièces Dimensionner les formes minimales des deu pièces Déterminer l'étendue des surfaces en contact Garantir la fiabilité de la liaison. DEMARCHE GENERALE DE CNCEPTIN D'UNE LIAISN ENCASTREMENT Elle s'appuie au début de la conception sur le choi de la nature géométrique du couple de surfaces en contact prépondérantes. CHIX DES SURFACES EN CNTACT Surfaces planes Surfaces clindriques de révolution Surfaces coniques de révolution Surfaces clindriques Surfaces hélicoïdales CHIX DES SLUTINS TECHNLGIQUES Assemblage non démontable LIAISN ENCASTREMENT Assemblage démontable

2 Les solutions constructives les plus rencontrées sont celles réalisées à partir de surfaces de contact planes ou clindriques de révolution en raison des moens de production utilisés (en particulier les opérations de fraisage et tournage très vulgarisées) et permettant de minimiser les coûts des assemblages. L'assemblage par surfaces hélicoïdales est aussi très utilisé en complément des autres assemblages pour assurer le maintien en position (voir l'ouvrage CM sur les organes filetés). quelques critères pouvant justifier le choi des surfaces de contact prépondérantes: - l'environnement technologique eistant - le procédé de fabrication - l'encombrement disponible - les intensités des efforts prépondérants transmissibles par la liaison encastrement à concevoir quelques critères pouvant orienter le choi des solutions technologiques pour réaliser la liaison encastrement : - la mise en position rigoureuse des pièces (degré de précision du positionnement) - les intensités des autres efforts transmissibles - les difficultés de fabrication - les facilités de montage et démontage, la maintenance - la déformabilité tolérée de l'assemblage - la répétabilité de la mise en position - l'encombrement - le design - le coût..

3 . METHDLGIE DE CNCEPTIN D'UNE LIAISN ENCASTREMENT DEMNTABLE. A partir de surfaces planes prépondérantes le concepteur décide de réaliser une liaison encastrement à partir d'un couple de surfaces planes prépondérantes (préliminaire : voir les caractéristiques du modèle liaison appui plan) quelques critères pouvant justifier son choi (cf. ): - l'encombrement disponible limité suivant la normale au surfaces planes en contact (ici ae Z) - les intensités des efforts prépondérants transmissibles par la liaison encastrement à concevoir (en particulier : force Z et moments L et M) à ce stade de la conception le positionnement de / se résume à MISES EN PSITIN UNIQUES : (soient d.d.l. supprimés et modélisés par les appuis ponctuels,, du ci-dessous) - SUIVANT L'AXE Z - AUTUR DE L'AXE X - AUTUR DE L'AXE Y le concepteur a maintenant deu possibilités pour supprimer les degrés de liberté restants, il peut envisager une mip partielle ou une mip unique d'une pièce par à rapport à l'autre pour compléter l'assemblage /; quelques critères pouvant orienter son choi (cf. ). MISE EN PSITIN PARTIELLE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN UNIQUE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISES EN PSITIN NN REALISEES : - SUIVANT L'AXE X - SUIVANT L'AXE Y - AUTUR DE L'AXE Z MISE EN PSITIN NN REALISEE SUIVANT L'AXE Y MISES EN PSITIN ( et ) : - SUIVANT L'AXE X - AUTUR DE L'AXE Z MISES EN PSITIN : - SUIVANT L'AXE X () - SUIVANT L'AXE Y () MISE EN PSITIN NN REALISEE AUTUR DE L'AXE Z MISES EN PSITIN (,, 6) : - SUIVANT L'AXE X - SUIVANT L'AXE Y - AUTUR DE L'AXE Z ae ae e: embrèvement, lardon, queue d'aronde; ou toutes solutions technologiques réalisant une liaison glissière e: emboîtement clindrique (centrage court), un pion; ou technologiques réalisant une liaison pivot technologiques réalisant une liaison pivot + un pion (ici aial ou radial) ou butée technologiques réalisant : - une liaison glissière + un pion ou butée - pions ou boulons ajustés a a b b MAINTIEN EN PSITIN les degrés de liberté restants (mip quelconques) sont supprimés par l'adherence entre les deu surfaces planes en contact qui résulte de l'action des dispositifs de serrage, poids propre MAINTIEN EN PSITIN assuré par l'action des dispositifs de serrage, poids propre éventuellement associé à l ADHERENCE

4 . A partir de surfaces clindriques de révolution prépondérantes le concepteur décide de réaliser une liaison encastrement à partir d'un couple de surfaces clindriques de révolution prépondérantes (préliminaire : voir les caractéristiques du modèle liaison pivot glissant) quelques critères pouvant justifier son choi (cf. ): - l'encombrement radial disponible limité - les intensités des efforts prépondérants transmissibles par la liaison encastrement à concevoir (en particulier : forces radiales Y et Z et moment L) à ce stade de la conception le positionnement de / se résume à MISES EN PSITIN : (soient d.d.l. supprimés et modélisés par les appuis ponctuels,,, du modèle isostatique ci-dessous) - SUIVANT L'AXE Y - SUIVANT L'AXE Z - AUTUR DE L'AXE Y - AUTUR DE L'AXE Z le concepteur a maintenant deu possibilités pour supprimer les degrés de liberté restants, il peut envisager une mip partielle ou une mip unique d'une pièce par à rapport à l'autre pour compléter l'assemblage /; quelques critères pouvant orienter son choi (cf. ). MISE EN PSITIN PARTIELLE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN UNIQUE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISES EN PSITIN NN REALISEES : - SUIVANT L'AXE X - AUTUR DE L'AXE X MISE EN PSITIN NN REALISEE SUIVANT L'AXE X MISE EN PSITIN AUTUR DE L'AXE X () MISE EN PSITIN SUIVANT L'AXE X () MISE EN PSITIN NN REALISEE AUTUR DE L'AXE X MISES EN PSITIN : - SUIVANT L'AXE X () - AUTUR DE L'AXE X (6) e: clavette, vis à téton ou ergot dans rainure, dentelures, cannelures ou technologiques réalisant une liaison glissière e: épaulement, anneau élastique; ou toutes solutions technologiques réalisant une liaison pivot technologiques réalisant une liaison pivot + clavette, dentelures, cannelures. ou liaison glissière + épaulement technologiques intégrant ces mip e: vis d'arrêt, vis entre cuir et chair, goupilles transversales, MAINTIEN EN PSITIN les degrés de liberté restants (mip quelconques) sont supprimés par l'adherence entre les deu surfaces clindriques de révolution en contact qui résulte de l'action des dispositifs de serrage, pincement, tampons tangents, composants industriels, poids propre MAINTIEN EN PSITIN assuré par l'action des dispositifs de serrage aiau, poids propre MAINTIEN EN PSITIN ces dispositifs de mip en position complémentaires assurent aussi le map

5 . A partir de surfaces coniques de révolution prépondérantes le concepteur décide de réaliser une liaison encastrement à partir d'un couple de surfaces coniques de révolution prépondérantes (préliminaire : voir les caractéristiques du modèle liaison pivot) quelques critères pouvant justifier son choi (cf. ): - transmission de puissance dans les mouvements de rotation - les intensités des efforts prépondérants transmissibles par la liaison encastrement à concevoir (en particulier : forces X, Y et Z et moment L) - le positionnement angulaire de l'ae l'arbre conique par rapport à l'ae de l'alésage conique est d'autant plus précis que l'angle α du cône est faible - le coincement est fonction de l'angle α du cône et du coefficient de frottement tanϕ : - si α ϕ, il a coincement et le démontage sera difficile (cône morse) - si α > ϕ, il n' a pas coincement et le démontage sera facilité (cône SA0) à ce stade de la conception le positionnement de / se résume à MISES EN PSITIN : (soient d.d.l. supprimés et modélisés par les appuis ponctuels,,,, du ci-dessous) - SUIVANT L'AXE X - SUIVANT L'AXE Y - SUIVANT L'AXE Z - AUTUR DE L'AXE Y - AUTUR DE L'AXE Z le concepteur a maintenant deu possibilités pour supprimer le degré de liberté restant, il peut envisager une mip partielle ou une mip unique d'une pièce par à rapport à l'autre pour compléter l'assemblage /; quelques critères pouvant orienter son choi (cf. ). MISE EN PSITIN PARTIELLE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN UNIQUE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN NN REALISEE AUTUR DE L'AXE X MISE EN PSITIN AUTUR DE L'AXE X (6) 6 clavette parallèle, clavette disque, tenon, lardon, ergot, doigt MAINTIEN EN PSITIN le degré de liberté restant (mip quelconque) est supprimé par l'adherence entre les deu surfaces coniques de révolution en contact qui résulte de l'action des dispositifs de serrage aiau ou de par leur faible conicité certains assemblages assurent leur propre map MAINTIEN EN PSITIN assuré par l'action des dispositifs de serrage aiau ou par la faible conicité de l'assemblage

6 . A partir de surfaces clindriques prépondérantes le concepteur décide de réaliser une liaison encastrement à partir d'un couple de surfaces clindriques prépondérantes (préliminaire : voir les caractéristiques du modèle liaison glissière) quelques critères pouvant justifier son choi (cf. ) : - le procédé de fabrication (les sections polgonales des profils mâles sont aisées à usiner, par contre les autres profils mâles et femelles e: Polgon- nécessitent l'emploi de machines spéciales) - transmission de puissance dans les mouvements de rotation - les intensités des efforts prépondérants transmissibles par la liaison encastrement à concevoir (en particulier : forces X, Y et Z et moment L) à ce stade de la conception le positionnement de / se résume à MISES EN PSITIN : (soient d.d.l. supprimés et modélisés par les appuis ponctuels,,,, du ci-dessous) - SUIVANT L'AXE Y - SUIVANT L'AXE Z - AUTUR DE L'AXE X - AUTUR DE L'AXE Y - AUTUR DE L'AXE Z le concepteur a maintenant deu possibilités pour supprimer le degré de liberté restant, il peut envisager une mip partielle ou une mip unique d'une pièce par à rapport à l'autre pour compléter l'assemblage /; quelques critères pouvant orienter son choi (cf. ) MISE EN PSITIN PARTIELLE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN UNIQUE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN NN REALISEE SUIVANT L'AXE X MISE EN PSITIN SUIVANT L'AXE X (6) 6 épaulement goupille transversale MAINTIEN EN PSITIN le degré de liberté restant (mip quelconque) est supprimé par l'adherence entre les deu surfaces clindriques en contact qui résulte de l'action des dispositifs de serrage, pincement, collier en deu parties MAINTIEN EN PSITIN assuré par l'action des dispositifs de serrage aiau et par ADHERENCE pour des dispositifs tels que pincement, collier en deu parties MAINTIEN EN PSITIN ces dispositifs de mip en position complémentaires assurent aussi le map 6

7 . A partir de surfaces hélicoïdales prépondérantes le concepteur décide de réaliser une liaison encastrement à partir d'un couple de surfaces hélicoïdales prépondérantes (préliminaire : voir les caractéristiques du modèle liaison hélicoïdale) quelques critères pouvant justifier son choi : - l'environnement technologique eistant - l'utilisation des ces surfaces hélicoïdales associées avec d'autres surfaces ou en composants standards - le procédé de fabrication - l'obtention de mises en positon radiales suivant Y et Z non précises d'une pièces par à l'autre - les intensités des efforts prépondérants transmissibles par la liaison encastrement à concevoir (en particulier : forces X, Y et Z et moment L) 6. ANNEXES : SLUTINS CNSTRUCTIVES (REPRESENTATIN EN PERSPECTIVE) 6. Liaison encastrement à partir de surfaces planes prépondérantes -MISE EN PSITIN - MISE EN PSITIN ANGULAIRE UNIQUE -MISE EN PSITIN RADIALE UNIQUE QUELCNQUE

8 a a b a a b - MISE EN PSITIN UNIQUE a b a b b b a b 6 a et b 7() bet b.-..- a a a..-.- F a F a a..- b..- a a 8

9 6. Liaison encastrement à partir de surfaces clindriques prépondérantes - MISES EN PSITIN AXIALES ET ANGULAIRES QUELCNQUES MISE EN PSITIN ANGULAIRE UNIQUE ET MISE EN PSITIN AXIALE QUELCNQUE MISE EN PSITIN AXIALE UNIQUE ET MISE EN PSITIN ANGULAIRE QUELCNQUE

10 - MISE EN PSITIN UNIQUE.- MISES EN PSITIN ANGULAIRE ET AXIALE UNIQUES REALISEES PAR DEUX CUPLES DE SURFACES MISES EN PSITIN AXIALES ET ANGULAIRES UNIQUES REALISEES PAR UN CUPLE DE SURFACES

11 6. Liaison encastrement à partir de surfaces prismatiques prépondérantes 6. Liaison encastrement à partir de surfaces coniques de révolution prépondérantes

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17 ELEMENTS DE CRRECTIN le concepteur a maintenant deu possibilités pour supprimer les degrés de liberté restants, il peut envisager une mip partielle ou une mip unique d'une pièce par à rapport à l'autre pour compléter l'assemblage /; quelques critères pouvant orienter son choi (cf. ). MISE EN PSITIN PARTIELLE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN UNIQUE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISES EN PSITIN QUELCNQUES : - SUIVANT L'AXE X - SUIVANT L'AXE Y - AUTUR DE L'AXE Z MISE EN PSITIN QUELCNQUE SUIVANT L'AXE Y MISES EN PSITIN UNIQUES ( et ) : - SUIVANT L'AXE X - AUTUR DE L'AXE Z MISES EN PSITIN UNIQUES : - SUIVANT L'AXE X () - SUIVANT L'AXE Y () MISE EN PSITIN QUELCNQUE AUTUR DE L'AXE Z MISES EN PSITIN UNIQUES (,, 6) : - SUIVANT L'AXE X - SUIVANT L'AXE Y - AUTUR DE L'AXE Z ae ae 6 6 e: embrèvement, lardon, queue d'aronde; ou toutes solutions technologiques réalisant une liaison glissière e: emboîtement clindrique (centrage court), un pion; ou technologiques réalisant une liaison pivot technologiques réalisant une liaison pivot + un pion (ici aial ou radial) ou butée technologiques réalisant : - une liaison glissière + un pion ou butée - pions ou boulons ajustés a a b b MAINTIEN EN PSITIN les degrés de liberté restants (mip quelconques) sont supprimés par l'adherence entre les deu surfaces planes en contact qui résulte de l'action des dispositifs de serrage, poids propre MAINTIEN EN PSITIN assuré par l'action des dispositifs de serrage, poids propre éventuellement associé à l ADHERENCE 7

18 le concepteur a maintenant deu possibilités pour supprimer les degrés de liberté restants, il peut envisager une mip partielle ou une mip unique d'une pièce par à rapport à l'autre pour compléter l'assemblage /; quelques critères pouvant orienter son choi (cf ). MISE EN PSITIN PARTIELLE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISE EN PSITIN UNIQUE D'UNE PIECE PAR RAPPRT A L'AUTRE MISES EN PSITIN QUELCNQUES : - SUIVANT L'AXE X - AUTUR DE L'AXE X MISE EN PSITIN QUELCNQUE SUIVANT L'AXE X MISE EN PSITIN UNIQUE AUTUR DE L'AXE X () MISE EN PSITIN UNIQUE SUIVANT L'AXE X () MISE EN PSITIN QUELCNQUE AUTUR DE L'AXE X MISES EN PSITIN UNIQUES : - SUIVANT L'AXE X () - AUTUR DE L'AXE X (6) 6 e: clavette, vis à téton ou ergot dans rainure, dentelures, cannelures ou technologiques réalisant une liaison glissière e: épaulement, anneau élastique; ou toutes solutions technologiques réalisant une liaison pivot technologiques réalisant une liaison pivot + clavette, dentelures, cannelures. ou liaison glissière + épaulement technologiques intégrant ces mip e: vis d'arrêt, vis entre cuir et chair, goupilles transversales, MAINTIEN EN PSITIN les degrés de liberté restants (mip quelconques) sont supprimés par l'adherence entre les deu surfaces clindriques de révolution en contact qui résulte de l'action des dispositifs de serrage, pincement, tampons tangents, composants industriels, poids propre MAINTIEN EN PSITIN assuré par l'action des dispositifs de serrage aiau, poids propre MAINTIEN EN PSITIN ces dispositifs de mip en position complémentaires assurent aussi le map 8