Liaison

Introduction

L’appréhension de la notion de liaison est fondamentale pour l’étude de la partie mécanique d’un système.

Lors de l’étude d’un mécanisme (conception ou compréhension), différents axes d’études sont poursuivis :

  • Analyse de la structure du mécanisme.
  • Recherche des lois d’entrée-sortie.
  • Analyse de la transmission d’énergie.
  • Dimensionnement des pièces et choix des éléments de réalisation des liaisons.

Point de vue technologique

Deux solides sont dits en liaison lorsqu’il y a contact entre ces deux solides,
et que ce contact dure dans le temps.

L’évaluation du comportement d’un solide par rapport à l’autre ne peut se faire que par l’expérimentation.

Ces liaisons peuvent faire l’objet d’une représentation sous forme de graphe, qui sera appelé graphe des contacts, ou d’une représentation schématique, appelée schéma structurel ou schéma technologique.
Ces deux dernières représentations ne sont pas normalisées : Leur auteur est libre de tout mettre en œuvre pour se faire comprendre.

Point de vue mécanique

Une liaison entre deux solides est un modèle de comportement.

L’aspect cinématique d’une liaison est à privilégier :
C’est à partir de la compréhension des mouvements possibles entre des solides indéformables qu’une étude dynamique ou de résistance des matériaux est ensuite correctement traitée.

On distingue les liaisons usuelles, classées en fonction de leurs degrés de liberté et normalisées par l’AFNOR, et les liaisons plus complexes pour lesquelles les modèles de comportement sont multiples, et choisis en fonction de l’objectif poursuivi.

Les différents modèles possibles sont tous construits à partir du modèle élémentaire de liaison parfaite, c’est à dire correspondant à un contact sans jeu et sans frottement.

Les différents modèles :
(complexité croissante)
  • Contact parfait, sans jeu et sans frottement.
  • Prise en compte du frottement.
  • Prise en compte des jeux.
  • Prise en compte des déformations.

Tableau des Liaisons

Classement des Liaisons

Direction ou Normale ⇔ Vecteur

Pour une liaison à direction, le symbole cinématique se positionne n’importe où dans l’espace. La forme remarquable des torseurs associés est valable en tout point de l’espace.

Axe ⇔ Droite

Pour une liaison à axe, le symbole cinématique se positionne n’importe où sur la droite matérialisant l’axe. La forme remarquable des torseurs associés est valable à chaque instant pour tout point de l’axe de la liaison.

Centre ⇔ Point

Pour une liaison à centre, le symbole cinématique se positionne obligatoirement au point matérialisant le centre de la liaison. La forme remarquable des torseurs associés n’est valable à chaque instant que pour le centre de la liaison.

Analyse d’un mécanisme

Toute étude débute par une analyse cinématique, laquelle est menée de la manière suivante

À partir d’un mécanisme réel ou d’un dessin d’ensemble

Lecture et décodage

Recherche des solides en encastrement.
Dénombrement des ensembles cinématiquement équivalents.

Elaboration du graphe des contacts

Choix des modèles cinématiques

Mise en évidence des caractéristiques géométriques

Recherche des liaisons équivalentes

Elaboration du schéma cinématique

À partir de la donnée d’un schéma cinématique

Lecture et décodage

Elaboration du graphe des liaisons

Analyse de chaque solide
(sommet du graphe)

Définition des caractéristiques géométriques propres au solide considéré.

Analyse de chaque liaison
(arc du graphe)

Définition des paramètres géométriques de mise en position d’un des deux solides par rapport à l’autre.
Ecriture éventuelle du torseur cinématique associé et /ou du torseur des actions mécaniques transmissibles par la liaison.

Normes en cours, cf. Afnor

Mai 95NF EN ISO 3952-11 Mouvement des solides de mécanismes
2 Liaisons de deux solides
3 Solides et leurs composants
4 Mécanismes articulés et leurs composants
NF EN ISO 3952-25 Mécanismes à friction et à denture
6 Mécanismes à cames
NF EN ISO 3952-37 Mécanismes à croix de Malte et à rochet
8 Accouplements, embrayages et freins
Fév 98NF EN ISO 3952-4Symboles graphiques pour schémas cinématiques relatifs aux mécanismes divers et à leurs composants (transmissions, courroies, volants, paliers, etc.)

 

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