S 2 UE 2 INGENERIE MECANIQUE EN CONCEPTION

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S 2 - UE 2 INGENERIE MECANIQUE EN CONCEPTION DE PRODUITS FICHE 222 (Construction

S 2 - UE 2 INGENERIE MECANIQUE EN CONCEPTION DE PRODUITS FICHE 222 (Construction et applications industrielles) Guidage en translation par glissement (ou glissière lisse) Complément aux supports de cours : PHI-F 222 -liaison-glissiere-par-glissement. DOC PHI-F 222 -liaison-glissière-gliss/version du 11/29/2020/JG info : si clic gauche : suite du déroulement de la diapo en cours 1

rappel : analyse fonctionnelle technique d’un mécanisme extérieur du produit FS 1 EME 3

rappel : analyse fonctionnelle technique d’un mécanisme extérieur du produit FS 1 EME 3 FS 2 EME 2 MECANISME FS 3 EME 4 "à quoi ça sert ? " intérieur du produit FTn FT 1 FTi Composant B FTj fonction de service : Composant A interactions entre le produit et les éléments du milieu environnant chaine fonctionnelle : ensembles des solutions technologiques Composant C fonction technique : interactions entre les composants une des préoccupations du concepteur "de quoi c'est fait ? " 2 FTi : guider en translation par glissement l’élément mobile (en général un coulisseau) par rapport à un élément de référence (glissière) du mécanisme environnant

fonctions techniques à réaliser par une liaison glissière par glissement diagramme fonctionnel (FAST) partiel

fonctions techniques à réaliser par une liaison glissière par glissement diagramme fonctionnel (FAST) partiel FT : guider en translation par glissement un coulisseau par rapport à une glissière FT 1 FT 2 FT 3 autoriser un seul degré de liberté en translation du coulisseau par rapport à la glissière transmettre les actions mécaniques de la glissière au coulisseau FT 11 FT 12 choisir les surfaces fonctionnelles de contact prépondérantes garantir la précision du guidage FT 13 assurer une vitesse de translation compatible avec le mécanisme FT 21 choisir les matériaux FT 22 dimensionner les formes déterminer l’étendue des surfaces en contact FT 23 garantir une durée de vie aux composants protéger, minimiser les pertes énergétiques et assurer la fiabilité 3 pour réaliser ces fonctions techniques, la suite du diaporama présente quelques solutions technologiques de liaisons glissière par glissement

mouvements relatifs possibles dans une liaison glissière Z mouvements relatifs de 1/2 1 translation

mouvements relatifs possibles dans une liaison glissière Z mouvements relatifs de 1/2 1 translation : TX 0 rotation 1 degré de liberté 2 O 1 VX X Y 4

architecture des surfaces fonctionnelles de guidage par contact direct modèles de guidages isostatiques Z

architecture des surfaces fonctionnelles de guidage par contact direct modèles de guidages isostatiques Z X Tx Y Tx modélisation : pivot glissant + appui ponctuel modélisation : appui plan + linéaire rectiligne 5

architecture des surfaces fonctionnelles de guidage par contact direct à partir de surfaces cylindriques

architecture des surfaces fonctionnelles de guidage par contact direct à partir de surfaces cylindriques de révolution prépondérantes (guidages dits cylindriques) deux sections circulaires 6 section circulaire + clavette section circulaire + cannelures

architecture des surfaces fonctionnelles de guidage par contact direct à partir de surfaces planes

architecture des surfaces fonctionnelles de guidage par contact direct à partir de surfaces planes prépondérantes (guidages dits prismatiques) guidages en translation fermés ou à contacts maintenus section queue d’aronde section en T guidage en translation ouvert ou à contact non maintenu 7 section plan + V section en I

précision du guidage en translation : rapport de guidage d L D jeu radial

précision du guidage en translation : rapport de guidage d L D jeu radial : j = D - d déviation angulaire a (rotulage – déversement) déviation angulaire ajustement avec jeu radial plus important ajustement avec jeu radial plus faible rapport de guidage pratiquement choisir 1. 5 k 4, au-delà et pour un jeu donné se stabilise rapport de guidage 8

précision du guidage en translation : réglage et rattrapage de jeu le guidage en

précision du guidage en translation : réglage et rattrapage de jeu le guidage en translation ouvert 100 H 8 g 7 20 H 8 g 7 - difficultés d’obtenir des assemblages prismatiques par des usinages traditionnels un seul réglage par ne nécessite pas d’un dispositif de déplacement du lardon et - condition fonctionnelle pour l’existence du déplacement en translation réglage jeu, il y a rattrapage série de vis de pression automatique du jeu dû à l’usure ces ajustements sont-ils faciles à - compensation des effets de l’usure sur les surfaces fonctionnelles en contact réaliser sur les machines outils de l’atelier? g 7 H 8 0 10 les assemblages cylindriques, de formes plus faciles à usiner, ne nécessitent pas en général de dispositif de réglage de jeu réglage par déplacement du lardon et série de vis de pression deux réglages du jeu deux réglages réglage par cale clinquant 9

transmission des actions mécaniques dans une liaison glissière efforts transmissibles de 2 1 Z

transmission des actions mécaniques dans une liaison glissière efforts transmissibles de 2 1 Z 2 forces : YO et ZO NO 3 moments : LO, MO et NO 5 degrés de liaison ZO 2 1 O LO X YO MO Y 10 seuls les guidages fermés ou à contacts maintenus peuvent transmettre tous ces efforts

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : le problème ou comment éviter le coincement

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : le problème ou comment éviter le coincement ? …ça coulisse!!! 11

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : le problème ou comment éviter le coincement

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : le problème ou comment éviter le coincement ? …le rapport de guidage, les efforts, les surfaces fonctionnelles de contact, le jeu de fonctionnement, le matériau, la lubrification, le coefficient de frottement ? …ça coince ou ça broute !!! (stick slip) 12 sur quels paramètres le concepteur peut-il-agir pour garantir le seul degré de liberté en translation?

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : étude statique sensibilité à la longueur de

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : étude statique sensibilité à la longueur de guidage "L" sur l’état d’équilibre du coulisseau help!! je ne sais plus justifier le support et le sens de la force modélisant l’action de la glissière sur le coulisseau !!!!!!! le sens de cette force doit être la composante tangentielle de dirigé vers la matière du solide cette force doit s’opposer à la configuration possible mais alors il y a au isolé, ici le coulisseau ……. (supports dans le cône d’adhérence) tendance au mouvement moins 6 possibilités? h h relatif possible du coulisseau par rapport à la glissière…. équilibre limite, pourquoi? L 2 L 1 d’adhérence h équilibre, pourquoi? L 3 angle rupture d’équilibre, pourquoi? normale au sensibilité à la position "h" de la force sur l’état d’équilibre du coulisseau plan tangent commun des surfaces en contact L L quelle que soit l’intensité de la force il y a équilibre : arc-boutement L génératrices du cône d’adhérence ici la valeur L 1 permet : ici la valeur L 2 permet : ici la valeur L 3 permet : h 1 h 2 h 3 - une configuration où les supports des 2 forces se situent à l’intérieur des cônes d’adhérence situent sur les génératrices des cônes d’adhérence 13 équilibre limite, pourquoi? équilibre, pourquoi? - un point de concours commun aux supports des 3 rupture d’équilibre, pourquoi? - un point de concours commun aux supports - une impossibilité d’avoir un point de concours commun des 3 forces possible aux supports des 3 forces donc équilibre impossible

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : conclusions suite à l’étude statique précédente, dispositions

risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : conclusions suite à l’étude statique précédente, dispositions constructives à respecter par le concepteur pour éviter l’arc-boutement : D L d h zone d’application de l’effort sur le coulisseau sans risque d’arc-boutement si tan = 0. 5 h < L pour diminuer le risque d’arc-boutement dans une liaison glissière : - augmenter le rapport de guidage L/D (ou L/d) - recentrer l’effort de déplacement - réduire les jeux latéraux 14 - minimiser le coefficient de frottement (choix des matériaux, qualité des surfaces en contact et de la lubrification)

pression de contact et risque de matage cas où la force F est excentrée

pression de contact et risque de matage cas où la force F est excentrée du centre géométrique des surfaces de contact de la glissière sur le cas où la force F est appliquée au centre géométrique des surfaces de contact de la glissière sur le pression de contact coulisseau : distribution de la pression de contact engendrée par la glissière sur le coulisseau déformation locale (densité de force par unité de surface) Z le vecteur est porté sur la normale sortante à la matière de "ds" et orienté X …et de ces forces négativement élémentaires de contact, j’en fais rappel : quoi? d F contact 2 1 L Y rappel : permanente due à une équilibre de 1 1 Z dsi pression de contact élevée force élémentaire A de contact F ds 1 ZO 2 dsn Y O zone de contact glissière sur coulisseau LO MO autre équilibre de 1 N 1 ds 1 X dsi dsn force surface modèle complexe avec une répartition linéaire de la pression de contact modèle de calcul simple avec une répartition (analogie avec le comportement d’une poutre et superposition des effets dus à la compression et à la flexion) élémentaire de élémentaire uniforme de la pression de contact Remarque : pour les coulisseaux ouverts une condition de non-décollement des surfaces en contact est à imposer vérification de la condition de non matage du coulisseau infiniment petits p : pression de contact (pour limiter l’usure, éviter la rupture du film de lubrifiant et les déformations locales pouvant altérer le mm² MPa fonctionnement de la liaison glissière) 15 introduire dans l’expression de " df " une grandeur pratique normale sortante p < p admissible (valeur issue d’essais) pour mesurer le risque de matage ou d’expulsion du lubrifiant

cahier des charges pour la réalisation d’une liaison glissière par glissement critères intervenant dans

cahier des charges pour la réalisation d’une liaison glissière par glissement critères intervenant dans son dimensionnement et sa conception - efforts extérieurs - géométrie du guidage - encombrement - course du coulisseau - matériaux des surfaces de guidage - coefficient de frottement - précision du guidage - rigidité de la glissière et du coulisseau - fréquence de mouvement - masse à déplacer - durée de vie - lubrification - température de fonctionnement - milieu ambiant de fonctionnement - entretien, maintenance - coût de revient …. 16