Cours Liaison Encastrement
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Liaisons encastrement / Dossier ressource Page 1 sur 7 CONCEPTION DES LIAISONS ENCASTREMENT PRINCIPES La liaison encastrement entre deux pièces ne laisse, d’un point de vue cinématique, aucune possibilité de mouvement relatif entre ces deux pièces. Exemples : L’expression fonctionnelle du besoin 1. Positionner de façon stable les deux pièces entre elles : La mise en position (MiP) On positionne deux pièces entre elles par contact entre les surfaces de ces deux pièces. La nature de ces surfaces dépend en général de la forme des pièces à assembler. Dans tous les cas, il s’agit de supprimer tous les degrés de liberté existant entre les deux pièces. Réaliser une liaison encastrement entre deux pièces Positionner de façon stable les deux pièces entre elles Transmettre des actions mécaniques Résister au milieu environnant Poulie fixée sur un arbre (Broche de rectification intérieure) Liaison entre corps et flasques avant et arrière
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CONCEPTION DES LIAISONS ENCASTREMENT PRINCIPES
La liaison encastrement entre deux pièces ne laisse, d’un point de vue cinématique, aucune possibilité de mouvement relatif entre ces deux pièces. Exemples :
L’expression fonctionnelle du besoin 1. Positionner de façon stable les deux pièces entre elles : La mise en position
(MiP) On positionne deux pièces entre elles par contact entre les surfaces de ces deux pièces. La nature de ces surfaces dépend en général de la forme des pièces à assembler. Dans tous les cas, il s’agit de supprimer tous les degrés de liberté existant entre les deux pièces.
Réaliser une liaison encastrement
entre deux pièces
Positionner de façon stable les deux pièces entre elles
Transmettre des actions mécaniques
Résister au milieu environnant
Poulie fixée sur un arbre
(Broche de rectification intérieure)
Liaison entre corps et flasques avant et arrière
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Contact Plan/Plan
En règle générale, on limite l’étendue de la surface de contact pour assurer la meilleure stabilité possible. Une surface importante génère en effet des contraintes géométriques lors de la fabrication (planéité) et donc un surcoût de mise en œuvre inutile.
Pour ces mêmes raisons, dans le cas de l’association de plusieurs surfaces de contact, on essaye de rendre une surface prépondérante par rapport à l’autre :
Contact Cylindre/Cylindre Ce type de contact est très utilisé pour fixer, entre autres, des éléments sur un arbre cylindrique : poulie, roue dentée, … Afin de limiter les contraintes de cylindricité et diminuer le coût de fabrication des pièces, on limite en général l’étendue de la surface de contact :
Remarque : Ce type de contact est (sauf conditions particulières) insuffisant pour réaliser une liaison encastrement. Bilan des degrés de liberté supprimés entre (1) et (2) par le contact représenté ci-dessus :
Tx – Ty – Tz – Rx – Ry – Rz Conclusion : liaison réalisée = ………………………….
y
z
(1)
(2)
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Il est donc nécessaire de prévoir une seconde surface de contact afin de supprimer un des degrés de liberté restant ( … et … ). Une solution simple à mettre en œuvre consiste à réaliser un épaulement sur la pièce cylindrique. On obtient donc un second contact � : Les mobilités ……………… sont supprimées par les deux contacts à la fois. Cette redondance nécessite d’imposer des tolérances géométriques supplémentaires pour s’assurer de la qualité de l’association des deux contacts. Exemple de défauts engendrés par l’association de deux contacts :
Ce type de défauts demande d’imposer une tolérance de perpendicularité entre les surfaces cylindriques et planes sur chaque pièce, d’où un surcoût de fabrication. � Solution : Pour réduire ces défauts sans exiger une fabrication avec
des tolérances très serrées, il suffit de réduire l’étendue d’une des surfaces de contact : Solution 1 : Centrage long + appui plan Exemple : fixation d’une poulie sur un arbre Solution 2 : Centrage court + appui plan
���� : Contact ……………………………………
� d.d.l. supprimés :
���� : Contact ……………………………………
� d.d.l. supprimés :
�
�
x
y
���� : Centrage long (contact cylindre/cylindre avec L>D) :
⇒ Liaison …………………………………..
� d.d.l. supprimés : ………………………
���� : Appui plan (faible étendue)
� d.d.l. supprimés : ……………………….
�
�
x
y
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Exemple : fixation d’une roue dentée sur un moyeu Remarque : le degré de liberté restant pour ces deux solutions devra être supprimé par le dispositif de maintien en position.
Contact Cône/Cône
Exemples de réalisation : fixation d’un élément sur un moyeu
2. Transmettre des actions mécaniques : Le maintien en position (MaP)
Une fois la MiP réalisée, les pièces doivent être maintenues dans en position sous l’effet des sollicitations extérieures (actions mécaniques : forces et moments). On peut classer les différents dispositifs de maintien en position (MaP) dans deux catégories :
• Liaisons indémontables • Liaisons démontables
�
�
x
y ���� : Centrage court (contact cylindre/cylindre avec L<D).
� d.d.l. supprimés : ………………………..
⇒ Liaison …………………………………..
���� : Appui-plan (prépondérant – étendue importante)
� d.d.l. supprimés : ………………………..
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Le choix entre les différentes solutions existantes se fait à partir des différents critères du cahier des charges, et notamment de l’importance des actions mécaniques à transmettre entre les pièces. a) Les liaisons non démontables
Rivetage Soudage (nécessite une mise en position précise)
Collage (utilisé aussi pour l’étanchéité et le blocage de joints et de filetage)
Effort transmissible faible Effort transmissible important
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b) Les liaisons démontables Centrage long prépondérant, arrêt en rotation par obstacle : Goupilles : Clavette : Dentelures : Cannelures : Profils polygons :
Effort trans-missible faible
Effort transmissible important
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Centrage long prépondérant, arrêt en rotation par adhérence.
Pincement : Ajustement serré ou frettage : presse, température (azote liquide, chauffage par bain d’huile ou par induction ) Assemblage conique : Assemblage biconique : Arrêt en translation :
Effort trans-missible faible
Effort transmissible important
