 | |||
| s |
Liaison mécanique
Un mécanisme est l'association de plusieurs pièces liées entre elles par des contacts physiques qui les rendent totalement ou partiellement solidaires, selon qu'ils autorisent ou non des mouvements relatifs. La liaison mécanique est le modèle utilisé pour décrire cette relation dont la considération est primordiale dans l'étude des mécanismes. Elle emploie des représentations mathématiques qui diffèrent suivant qu'on l'aborde sous l'aspect cinématique (étude des mouvements ou guidages) ou sous l'aspect statique (étude de la transmission d'efforts).La notion de liaison mécanique se définit plus généralement entre groupes de pièces, appelés classes d'équivalence contenant respectivement des pièces entièrement solidaires.
À partir de l'analyse des surfaces de contact entre deux solides, et en considérant des surfaces usuelles, on établit une nomenclature proposant 12 liaisons normalisées depuis la liaison nulle qui n'a aucun effet jusqu'à la liaison complète qui solidarise les deux pièces.
Certains dispositifs mécaniques, s'interposant comme un joint entre deux éléments peuvent être considérés comme liaison directe[1] entre ces éléments. C'est la cas du joint de Cardan établissant l'équivalent d'une liaison rotule à doigt entre deux arbres, ou de l'association de deux roulements à billes liant par un pivot un arbre et son logement.
Classification des liaisons élémentaires parfaites
Une liaison mécanique entre deux pièces existe s'il y a contact direct entre une ou plusieurs surfaces respectives de ces pièces. Il en résulte un ensemble de points de contact; ces points peuvent être isolés dans l'espace, disposés sur une ligne commune ou répartis sur une surface.Pour être complète, l'analyse doit de plus considérer la direction de la normale de contact en chaque point. On montre alors que le nature de la liaison est entièrement liée à la répartition spatiale de ces normales de contact.
En combinant des surfaces de forme simple[2] , on construit une liste de cas correspondant à des liaisons élémentaires, donnant les bases pour l'établissement des modèles de calcul en mécanique.
La liste présentée commencera par les liaisons les moins contraignantes pour finir sur les liaisons les plus complètes. Les 10 liaisons élémentaires proposées, auxquelles il faut rajouter la liaison nulle et la liaison complète, constituent l’ensemble des liaisons mécaniques élémentaires[3] rencontrées dans un mécanisme.
Pour ce faire, la géométrie des surfaces considérées est supposée
toujours parfaite[4] , les assemblages sans jeu, et les contacts
permanents et sans frottement, c'est-à-dire sans résistance au
glissement.
Pour chaque liaison, on proposera :
• un (ou plusieurs) exemple théorique combinant les surfaces simples permettant la réalisation du contact.
• un tableau donnant :
- la dénomination normalisée de la liaison, avec sa référence centrée (permettant la construction du repère local avec directions principales par lequel sont distingués les degrés de liaison ou de liberté.
- une représentation schématique (selon la norme), en vue plane et spatiale,
- les degrés de liaisons et les degrés de liberté.
• des cas réels modélisables par une telle liaison.
Le repère local proposé sur les schémas est volontairement donné incomplet pour mieux mettre en valeur les points et directions intrinsèques à la liaison (première direction X, deuxième Y, etc.) Le schéma associé à chaque liaison est proposé en deux couleurs représentant respectivement une des pièces en jeu.