Chapitre II : Les liaisons me...

Chapitre II : Les liaisons mécaniques

Mécanique appliquée 1 Mr DURY

Chapitre II : Les liaisons me caniques

1 Etude des composants normalisés fileté d’assemblage

1.1 Eléments filetés

1.1.1 Fonction

Les éléments filetés peuvent servir :

À réaliser des assemblages démontables (vis, boulons)

A servir d’éléments de guidage en translation ou en rotation (vis de pression)

À transformer un mouvement de rotation en translation (système vis / écrou)

1.1.2 Filetages

Un filetage est la surface obtenue sur une pièce cylindrique par exécution d’une

ou plusieurs rainures hélicoïdales.

Réalisation d’une vis à deux filets



1.1.3 Les différents types de filetages

Le filetage le plus employé en construction mécanique est le filetage métrique ISO

Le filetage trapézoïdal utilisé principalement dans le cas de la transformation de

mouvement de rotation en translation avec transmission d’efforts importants.



Il existe d’autres profils spéciaux moins courants en construction mécanique (voir

GDI)

De même que d’autres profils non-métriques pour assemblages mécaniques (US,

Whitworth), ainsi que des profils spéciaux pour tubes et tuyaux (BSP et NTP)

Pour différencier chaque type de filetage, on peut utiliser des jauges de filetages



1.2 Désignations normalisées d’un filetage métrique

Le filetage métrique est désigné par la lettre M (pour métrique) suivi du Ø nominal

(en mm) éventuellement suivi de la valeur du pas et de la qualité du filetage.

Ex : filetage M20 x 2,5 – 6g

1.2.1 Diamètre nominal

Filetage Taraudage

Un assemblage boulonné est composé d’une vis et d’un

écrou qui ont le même diamètre nominal



1.2.2 Le pas

Le pas est la distance entre 2 sommets (ou 2 fonds) du

filetage.

Comment mesurer correctement le pas d’une vis ?



Pour un même diamètre nominal, on peut retrouver plusieurs pas différents (p.190 du GDI)

Recommandations : pour un diamètre donné, choisir de préférence le pas gros

correspondant ou, à défaut, le plus fort pas fin. Plus le pas est fin, plus les tolérances sont

réduites et plus la fabrication est onéreuse.

Pas gros : c'est la série de base à utiliser en premier, ils sont essentiellement employés en

visserie-boulonnerie et pour tous les usages courants (métaux ferreux et non ferreux). Les

vibrations sont à éviter.

Pas fin : ils sont recommandés dans le cas de filetage sur tube mince, de longueur en prise

courte (écrou de faible hauteur...), de chocs, de vibrations et lorsque les constructions sont

coûteuses (automobile, aéronautique, espace...).



1.2.3 La tolérance

La tolérance d’un filetage désigne la qualité avec laquelle un écrou s’adapte sur sa vis. Plus la

tolérance est petite, moins il y a de jeu entre la vis et l’écrou. A l’inverse, plus la tolérance est

grande, plus le jeu est important.

Les boulonneries et autre applications courantes à pas gros ont généralement des classes de

tolérance 6H (taraudage) ou 6h.

Les tolérances dimensionnelles seront de manières plus globales abordées au cours de

dessin mécanique.

1.3 Filetage droit ou gauche ?

Le filetage (ou filet) à droite est le plus courant, notamment en visserie boulonnerie, le

filetage à gauche est d'un emploi assez exceptionnel.

Filetage à droite Filetage à gauche



1.4 Les différentes têtes de vis

En construction mécanique le serrage le plus énergique est obtenu par les têtes H

(hexagonale) et CHC (cylindrique hexagonale creuse). Cette deuxième à l’avantage de

pouvoir être noyée dans un lamage de faible diamètre.

Les têtes coniques ou fraisées FHC (fraisée hexagonale creuse), moins utilisées en mécanique,

elles permettent des centrages éventuels. Elles permettent d’être noyée dans une pièce de

faible épaisseur. Ces têtes sont aussi les seules têtes normalisées qui permettent le centrage de

pièce.

+

Les vis à fente, économiques, assez utilisées dans les petites dimensions, ont pour elles la

simplicité (serrage par tournevis). De plus les têtes peuvent être facilement noyées.

Suivant les dimensions, la tige peut être complètement ou partiellement filetée et le diamètre

de tige réduit ou non.

Remarque : il existe d'autres formes de têtes ; cylindrique bombée à empreinte cruciforme,

cylindrique à 6 lobes ou à empreinte torx, poêlier fendu....



1.5 Les longueurs de vis



1.6 Représentation normalisée des filetages



Remarque : Lorsque les pièces sont assemblées, les filetages extérieurs cachent toujours

les filetages intérieurs ou taraudages

1.7 Vis d’assemblages

1.7.1 Dimensionnement

Il faut définir les caractéristiques suivantes :

Le diamètre nominal d ; il est choisi en fonction du couple

de serrage qu’il faudra appliquer ainsi que de l’effort axial

que supportera la vis après montage.

La longueur totale de la tige ; elle est déterminée en

fonction de l’épaisseur des pièces qui sont traversée par la

vis (+ éventuellement une rondelle) et de la valeur de

l’implantation j minimum nécessaire.

La longueur de la partie filetée x.

La longueur d’implantation j de la vis doit respecter la règle suivante :

J ≥ d si la vis est implantée dans un matériau dur (acier)

J ≥ 1,5 x d si la vis est implantée dans un matériau tendre (aluminium, laiton, …)

Les valeurs d, l et x seront choisies parmi les valeurs normalisées.



1.7.2 Diamètre du trou de passage et dimensions des taraudages

Le diamètre du trou de passage doit être supérieur au diamètre nominal d de la vis. Sa valeur

dépend du degré de précision de l’assemblage. Les valeurs sont données dans le GDI (p.

203).

Les profondeurs du trou borgne réduit p ou normal q et du taraudage s sont fonction de la

valeur de l’implantation j. Les valeurs sont indiquées dans le GDI.

Exercice : Pour l’assemblage des deux pièces suivantes (taraudage M16) :

Déterminez la longueur minimum de vis et donner une vis normalisée qui

pourrait convenir (tête hexagonale).

Donner les profondeurs du trou borgne et de taraudage.

Donner le diamètre du trou de passage



2 Les boulons

2.1 Détermination de la longueur de la vis

Exercice : Donnez une vis normalisée permettant l’assemblage boulonné des deux pièces

suivantes (H M8) et déterminez le diamètre des trous de passage.



2.2 Le goujon

2.2.1 Définition

Un goujon est constitué d’une tige filetée à ses

deux extrémités et d’un écrou de même

diamètre nominal. Les deux parties filetées sont

toujours séparées par un tronçon lisse (non

fileté).

2.2.2 Emploi

Les goujons sont utilisés en remplacement des vis lorsque le métal de la pièce qui comporte

le taraudage est peu résistant, ou lorsqu’il est nécessaire de faire des démontages fréquents.

2.2.3 Caractéristiques

Diamètre nominal d

Implantation j

Longueur libre l (la longueur libre n’est pas longueur totale du goujon)

Longeur filetté x

Extrémité plate du côté implantation

Extrémité bombée du côté libre (rayon ≈ d)

Pour les différentes valeurs normalisées ; voir GDI p 203 et 212.

2.2.4 Valeur minimum de bm (implantation)

Bm = 1,5 x d pour les métaux durs et 2 x d pour les métaux tendres

2.2.5 Règles de montage

Le goujon doit être implanté à fond dans la pièce taraudée.

2.3 Freinage des vis et écrous

Voir GDI p 222.

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