Technologie

 

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Sommaire

 

Bibliographie

Ces cours résultent de recherches effectuées dans diverses revues techniques, dans l'encyclopédie Universalis ainsi qu'à la bibliothèque universitaire de Grenoble.

Cours

• Analyse fonctionnelle
cahier des charges fonctionnel, méthodes d'analyse fonctionnelle (APTE, FAST, SADT).

• Construction moulée
les principes du moulage ainsi que les technologies les plus récentes.

• Coussinets
structure et calculs des coussinets ( sans lubrification, relubrifiables )

• Désignation des matériaux
désignation industrielle et normalisée et influence des éléments d'addition.

• Guidage en rotation
présentation générales des familles de solution (diagramme FAST).

• Liaison complête
développement théorique par modèles de pression de contact. (centrage long développé)

• Liaison glissière
développement théorique.(guidage et transmission d'efforts)

• Liaisons pivot lisses lubrifiées
développement basé sur la théorie de la lubrification. paliers hydrostatique et hydrodynamique.
Le cours sur les coussinets est un complément.

• Métallurgie des poudres
Quelques planches décrivant les étapes d'élaboration.

• Montage de roulements
Quelques exemples commentés.

• Organes de Serrage
Notions sur les Vis, boulons, goujons, rondelles avec pré-détermination et exemples.

• Structure des matériaux
Notions générales sur les matériaux ferreux (fontes et aciers)

• Traitements thermiques
Terminologie - Diagramme Ni-Cu - Equilibres - Diagramme Fe-Fe3C - Cycle thermique
- Courbes TTT - Trempe - Revenu - Recuits - Cémentation - Nitruration
Attention : gros fichier

• Essais mécaniques
Notions sur les principaux essais mécaniques : traction, dureté, résilience, fatigue, trempe

• Trains épicycloïdaux
Présentation, étude statique et cinématique, exemples de calcul. Attention : gros fichier

• Fiche rapport de transmission
Comment déterminer rapidement un rapport de transmission (axes fixes, train planétaire, ...)

• Transmissions hydrauliques
Les principes des transmissions hydrauliques et de nombreux exemples :
Pompes et moteurs à pistons axiaux, à pistons radiaux, à palettes, à engrenages, à vis, à membrane.
Coupleurs et convertisseurs. (Attention : gros fichier)
Regardez cette petite vidéo qui montrent des engrenages paradoxaux utilisés dans certaines pompes.
Un paradoxe d'engrènement. En fait, les profils sont conjugués; ils ne s'entrainent pas.

Engrenages paradoxaux

• Débit d'une pompe
Considérations mathématiques sur le débit d'une pompe volumétrique et son irrégularité.
Voir aussi la page Matlab pour le tracé des courbes.

Exercices

• Cotation fonctionnelle
exemple de cotation d'une pompe à engrenages où l'on tient compte de l'influence des efforts axiaux sur le déplacement latéral de bagues de roulement.

• Vérification de vis
exemple de vérification de la tenue de vis de fixation d'un couvercle de cylindre de vérin.

• Intersections
Vues 3D Solidworks d'intersections d'un cône et d'un plan.

• Intersections
Méthodes de tracé courantes d'intersection.

• Schématisation
Etude d'un systéme hydraulique de bridage.

• Analyse fonctionnelle
Un trés bon exemple de synthèse que m'a fourni un collègue : une lampe de bureau
Un autre exemple de synthèse : le moulinet de pêche
(document étudiant et corrigé)
Fabrication de pâtes :
J'ai modifié un document trouvé sur Internet pour en faire un TD d'application du SADT. A partir d'un cahier des charges et de quelques diagrammes, il faut retrouver le diagramme A0.

Dessin Industriel

Voici d'abord quelques exercices pour les « débutants » en dessin industriel.
L'objectif est d'extraire une pièce d'un dessin d'ensemble et de la représenter sous différents aspects ( autres vues, coupes, ... )
La correction est incluse en dernière page; ainsi vous pourrez procéder à une auto-correction.
Certaines pièces ont servi d'exemples pour Solidworks
( voir page Solidworks de ce site )

• ButeeDeTour

• Cisaille

• Mortaiseuse

• Abreuvoir

• Mitigeur

 

Les thêmes suivants ont pour objectif de vous entrainer à la conception.

• Pompe à eau
Il s’agit d’étudier le montage d’un arbre de pompe à eau.
On doit réaliser une liaison pivot à roulements rigides à billes
La solution proposée est ancienne et peut donc être modernisée !

• Compresseur
Il s’agit d’étudier le montage d’un vilebrequin dans un flasque de compresseur à 2 étages.
On doit réaliser une liaison pivot à roulements
( Montage mixte : 1 rigide à billes + 1 rouleaux cylindriques )
Le corrigé comporte 2 images.  

Exemples en animations

• Bases de la représentation.
• Coupes et Sections.
• Construction d'une vue.
• Exercices de base 1.
• Exercices de base 2.
• Intersections.
• Socle pour montage de Perçage.

• Pompe hydraulique (Cotation Fonctionnelle Concours E.Navale).
• Entrainement à la Cotation Fonctionnelle

• Tournage d'une pièce.

• Circlips.
• Calcul de clavette.
• Calcul de goupille.

• Liaison complête par pincement.
Une liaison par pincement est utilisable lorsqu'on souhaite obtenir une liaison complête, réglable en position. Le phénomène d'adhérence est prépondérant. Il faut donc s'assurer de la tenue de cette liaison aux efforts longitudinaux et aux couples.
(Une méthode de calcul de la liaison ainsi que de l'organe de serrage a été développée dans Mecadim . Voir ma page c++).

Exemple utilisant une vis
Exemple utilisant un boulon

Dans le premier cas, c'est la pièce fendue qui possède le rôle d'écrou : nécessité d'un trou taraudé.
Dans le second cas, la vis passe librement à travers la pièce fendue.
Attention à la représentation de la rondelle Grower : le 'coin' empêche le desserrage.
La largeur de la fente dépend de l'élasticité du matériau, elle peut se prolonger au-delà.
Voici l'exemple d'une scie sauteuse :

scie sauteuse

• Liaison complête par tampons tangents.
Une liaison par tampons tangents est utilisable lorsqu'on souhaite obtenir une liaison complête, réglable en position. Le phénomène de coincement est prépondérant. Il faut donc s'assurer de la tenue de cette liaison aux efforts longitudinaux et aux couples. Avec ce type de liaison, le guidage de l'arbre est toujours correctement assuré (H7 f7) quelle que soit sa position alors qu'avec une liaison par pincement l'alésage n'est plus cylindrique aprés avoir fendu le corps.

Exemple utilisant une vis

Les tampons doivent être ajustés dans l'alésage, sinon ils pourraient se coincer dans celui-ci et ne bloqueraient pas l'arbre. Le type d'ajustement H7 g6 conviendrait. Le tampon inférieur possède le rôle d'écrou : nécessité d'un trou taraudé. La vis passe librement dans le tampon supérieur.
Attention à la représentation de la rondelle Grower : le 'coin' empêche le desserrage.

• Liaison complête (centrage long).
Dans ce type de montage, on associe 3 liaisons :
- une liaison pivot glissant prépondérante : cylindre arbre - moyeu.
- une liaison plane : épaulement arbre - moyeu.
( assimilée à une liaison ponctuelle du fait de la faible étendue de la surface de contact )
- une liaison plane clavette - moyeu.
( assimilée à une liaison ponctuelle du fait de la faible étendue de la surface de contact )

La clavette à bouts ronds de l'exemple est montée serrée dans l'arbre : P6 h9
Elle est ajustée dans la rainure du moyeu : G9 h9 Le pignon est centré sur l'arbre (H7 g6) ainsi que la rondelle de blocage.

Exemple utilisant une vis

• Liaison complête (centrage court).
Dans ce type de montage, on associe 2 liaisons :
- une liaison plane prépondérante.
- une liaison pivot glissant : centrage cylindrique.
( assimilée à une liaison inéaire annulaire du fait de la faible étendue de la surface de contact )
Suivant la précision souhaitée, on optera comme ajustement H7 g6 dans le cas courant et H7 h7 dans les cas extrêmes.
Ce type de solution a l'inconvénient d'être cher. En effet, la pièce verte doit comporter une partie cylindrique à usiner, de même le bâti bleu doit posséder un alésage qu'il va falloir usiner.

Exemple utilisant une vis

• Liaison complête (variante avec pions centreurs).
L'objectif est de réaliser une liaison complête à partir d'une liaison plane prépondérante. Il reste alors à supprimer les 3 degrés de liberté ( 2 translations + 1 rotation ) restants.

Le pion cylindrique de centrage (partie gauche) est montée serré dans le bâti (Ajustement P7 h7) et centré dans le couvercle (Ajustement G7 h7)
Il peut être obtenu à partir d'une barre en acier stub. Il supprime les 2 degrés de liberté en translation de la liaison plane.
Il reste alors à supprimer le degré de liberté en rotation qui subsiste, mais si l'on utilise un pion de centrage identique, un hyperstatisme est introduit. On fabrique alors un pion de forme spéciale, monté serré dans le bâti comme précédemment, mais avec une surface réduite de contact avec le couvercle de sorte que la liaison soit considérée comme ponctuelle. Naturellement, il faut prévoir la fixation du couvercle par vis.

locating

Voici un exemple d'une pompe à engrenages avec 2 pions de centrage identiques.

pompe à engrenages

• Liaison complête (variante avec rondelles de cisaillement).
L'objectif est de réaliser une liaison complête à partir d'une liaison plane prépondérante. Il reste alors à supprimer les 3 degrés de liberté ( 2 translations + 1 rotation ) restants.

Exemple utilisant une vis

Les rondelles de cisaillement sont montées serrées dans le bâti (Ajustement P7 h7) et centré dans le couvercle (Ajustement G7 h7)
L'une supprime les 2 degrés de liberté en translation de la liaison plane. L'autre supprime le degré de liberté en rotation mais introduit un degré d'hyperstatisme. La vis passe librement à travers la rondelle. Le principal avantage de cette solution réside dans le fait que les vis ne subissent aucun effort de cisaillement.

• Liaison pivot rigide à billes - arbre tournant (0).
L'objectif est de réaliser une liaison pivot avec 2 roulements rigides à billes. L'exemple proposé illustre le montage d'un pignon arbré. Ici, les 2 roulements ont même diamêtre intérieur mais un diamêtre extérieur et une largeur différentes. Un simple raisonnement de Statique doit vous permettre de comprendre pourquoi le roulement de plus forte capacité est monté coté pignon. Le roulement droit est chauffé dans de l'huile puis introduit de sorte qu'il puisse passer librement sur l'arbre.
Les portées de roulement sur l'arbre sont tolérancées p6.
Les portées de roulement dans le carter sont tolérancées H7.
L'huile, présente coté pignon, participe aussi à la lubrification des roulements.
Sur la partie gauche de l'arbre, vous remarquerez que l'étanchéïté est effectuée au niveau d'un manchon ( monté serré et en appui sur l'arbre ). En effet, ceci permet le montage et le blocage de tout dispositif d'entrainement en rotation de l'arbre. Dans cette solution, le jeu axial est réglé sur un seul roulement.

pivot rigide à billes - arbre tournant

• Liaison pivot rigide à billes - arbre tournant (1).
L'objectif est de réaliser une liaison pivot avec 2 roulements rigides à billes. L'exemple proposé illustre le montage d'un pignon arbré.
Ici, les 2 roulements ont même diamêtre intérieur mais un diamêtre extérieur et une largeur différentes.
Un simple raisonnement de Statique doit vous permettre de comprendre pourquoi le roulement de plus forte capacité est monté coté pignon.
Le roulement droit est chauffé dans de l'huile puis introduit de sorte qu'il puisse passer librement sur l'arbre.
Les portées de roulement sur l'arbre sont tolérancées p6 Les portées de roulement dans le carter sont tolérancées H7 L'huile, présente coté pignon, participe aussi à la lubrification des roulements. Sur la partie gauche de l'arbre, vous remarquerez que l'étanchéïté est effectuée au niveau d'un manchon ( monté serré et en appui sur l'arbre ). En effet, ceci permet le montage et le blocage de tout dispositif d'entrainement en rotation de l'arbre.
Dans cette solution, le jeu axial est réglé par les deux roulements. (par les faces internes)
Par rapport à l'exemple précédent, on voit tout de suite que l'ordre du montage est différent en raison de la présence de l'épaulement. Il est de ce fait moins pratique.
La cotation fonctionnelle du jeu axial suppose ici que les faces latérales des bagues intérieure et extérieure d'un roulement sont coplanaires.
Enfin, l'usinage des alésages du carter est plus complexe à réaliser et des tolérances géométriques supplémentaires sont nécessaires ( perpendicularité des fonds de logement par exemple )

pivot rigide à billes - arbre tournant

• Liaison pivot rigide à billes - arbre tournant (2).
L'objectif est de réaliser une liaison pivot avec 2 roulements rigides à billes. L'exemple proposé illustre le montage d'un pignon arbré. Ici, les 2 roulements ont même diamêtre intérieur mais un diamêtre extérieur et une largeur différentes.
Un simple raisonnement de Statique doit vous permettre de comprendre pourquoi le roulement de plus forte capacité est monté coté pignon.
Le roulement droit est chauffé dans de l'huile puis introduit de sorte qu'il puisse passer librement sur l'arbre.
Les portées de roulement sur l'arbre sont tolérancées p6
Les portées de roulement dans le carter sont tolérancées H7
L'huile, présente coté pignon, participe aussi à la lubrification des roulements. Sur la partie gauche de l'arbre, vous remarquerez que l'étanchéïté est effectuée au niveau d'un manchon ( monté serré et en appui sur l'arbre ). En effet, ceci permet le montage et le blocage de tout dispositif d'entrainement en rotation de l'arbre.
Dans cette solution, le jeu axial est réglé par les deux roulements. (par les faces externes). Il est beaucoup plus facile à régler.
La cotation fonctionnelle du jeu axial suppose ici que les faces latérales des bagues intérieure et extérieure d'un roulement sont coplanaires. Avec cette solution, le nombre de pièces qui intervient est élevé. On comprend alors l'utilité de cales de réglage.
Enfin, l'usinage des alésages du carter est beaucoup plus facile à réaliser.

pivot rigide à billes - arbre tournant

• Liaison pivot rigide à billes - logement tournant.
L'objectif est de réaliser une liaison pivot avec 2 roulements rigides à billes. L'exemple proposé illustre le montage d'une roue non motrice. Ici, les 2 roulements sont identiques.
Les roulements sont montés à la presse dans la roue et en butée sur les appuis des logements.
Les portées de roulement dans la roue sont tolérancées P6
Les portées de roulement sur l'arbre sont tolérancées h7
Les roulements sont graissés ( le graisseur n'a pas été représenté sur la roue ). La graisse est introduite entre les 2 roulements.
L'étanchéïté coté droit est assuré par des chicanes ( l'une montée dans le logement, l'autre sur l'arbre).
La cotation fonctionnelle du jeu axial suppose que les faces latérales des bagues intérieure et extérieure d'un roulement sont coplanaires. Avec cette solution, le nombre de pièces qui intervient est élevé.
En effet :
la rondelle est bloquée sur l'arbre.
le jeu axial est entre cette rondelle et le coté du roulement gauche

pivot rigide à billes - logement tournant.

• Liaison pivot à roulements à rouleaux coniques - arbre tournant (0).
L'objectif est de réaliser une liaison pivot avec 2 roulements à rouleaux coniques. L'exemple proposé illustre le montage de la roue conique d'un réducteur. Celle-ci est placée entre les 2 paliers : Le montage en X est utilisé.
Comme l'arbre tourne, les bagues intérieures sont montées serrées.
Une simple étude statique montre que le palier gauche est le plus chargé, et qu'il encaissera toute la poussée axiale créée par l'action du pignon (non représenté).
Par conséquent, le jeu interne de la liaison pivot sera effectué à partir du palier droit.
Le réglage du jeu d'engrénement s'effectuera à partir du palier gauche.
N'oubliez pas que le sommet des cônes primitifs de la roue et du pignon doivent coïncider avec le point d'intersection des axes du carter.
Les roulements sont lubrifiés par de l'huile contenu dans le carter.
Les tolérances utilisables pour les portées de roulement sur l'arbre : k6 m6 n6
Les tolérances utilisables pour les portées de roulement dans le logement : J7 H7
L'ajustement du flasque droit dans le carter sera du type : H7 h7
Remarque :
Une autre solution consisterait à supprimer le flasque et à concevoir un carter en 2 parties (coupe par le plan de la figure)

pivot rlts coniques- arbre tournant.

• Liaison pivot à roulements à rouleaux coniques - arbre tournant (1).
L'objectif est de réaliser une liaison pivot avec 2 roulements à rouleaux coniques. L'exemple proposé illustre le montage d'un pignon conique d'un réducteur.
Les efforts étant à l'extérieur des paliers (porte à faux) : Le montage en O est utilisé. Comme l'arbre tourne, les bagues intérieures sont montées serrées. Une simple étude statique montre que le palier gauche est le plus chargé, et qu'il encaissera toute la poussée axiale créée par l'action du pignon (non représenté).
Par conséquent, le jeu interne de la liaison pivot sera effectué à partir du palier droit. Comme la bague est montée serrée sur l'arbre, on agit sur le boitier dans lequel est insérée la cuvette du roulement. Le réglage du jeu d'engrénement s'effectuera à partir du palier gauche. N'oubliez pas que le sommet des cônes primitifs de la roue et du pignon doivent coïncider avec le point d'intersection des axes du carter.
Les roulements sont lubrifiés par de l'huile contenu dans le carter.
La tolérance utilisée pour les portées de roulement sur l'arbre : m6
La tolérance utilisée pour les portées de roulement dans le logement : K7
L'ajustement du boitier dans le carter sera du type : H7 h7

pivot rlts coniques- arbre tournant.

• Liaison pivot à roulements à rouleaux coniques - logement tournant.
L'objectif est de réaliser une liaison pivot avec 2 roulements à rouleaux coniques. L'exemple proposé illustre le montage d'une roue non motrice.
Le montage en O est utilisé. Comme le logement tourne, les cuvettes sont montées serrées.
Le réglage du jeu interne s'effectue entre la cale et la face de la bague intérieure du roulement gauche. (0,05 à 0,15 mm)
Comme l'écrou n'assure aucun blocage, il est impératif d'empêcher son desserrage en rabattant la languette de la rondelle frein.
Les roulements sont graissés; la zone évidée du logement sert de réservoir de graisse.
Les tolérances utilisables pour les portées de roulement sur l'arbre : g6 h6
La tolérance utilisée pour les portées de roulement dans le logement : P7

pivot rlts coniques- arbre tournant.

QRcode pour obtenir une application gratuite SKF pour mobile ( iOS et Androïd ).
(Cliquez sur l'image)

Langage SysML

• Langage SysML ou fichier pdf.

• Exemples langage SysML :
     Amplificateur de guitare
     Alarme anti-intrusion , robot
     mini four
     lave linge
     pédale lumineuse
Tramway

 


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Dernière Modification : Mer 25 Janvier 2017 8:56
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