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Partie B du programme :

Fonctions du produit

B21 : Liaisons mcaniques :

Guidage en rotation par glissement et par lments roulants.

Longueur L

D

1. REALISATION DE LA LIAISON 1.1. Les surfaces fonctionnelles

Ces surfaces participent la mise en place de la liaison. Elles doivent possder des caractristiques gomtriques et dimensionnelles.

Dfinir l'axe de rotation : Surface et ajustement _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Dfinir la position axiale : Arrt axial _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Assurer un bon rendement : Matraiux et lubrification_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Accepter les efforts de guidage : Longueur L et guidage D _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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O

y

x {T} = X2/1 0 Y2/1 M2/1 Z2/1 N2/1 O

A

y

x

B

{T} = X2/1 0 Y2/1 0 Z2/1 0 A

{T} = 0 0 Y2/1 0 Z2/1 0 B

1.2. Modlisation des actions dans la liaison

1.2.1. Liaison par guidage long Reprsenter la liaison correspondante un guidage long. Ecrire le torseur d'action mcanique de la liaison au point O

1.2.2. Liaison par deux guidages courts

Reprsenter les liaisons correspondantes aux deux guidages courts. Ecrire le torseur d'action mcanique des liaisons aux points A et B.

2. GUIDAGE PAR PALIERS LISSES (CENTRAGE LONG) 2.1. Coussinets ordinaires

Ces coussinets permettent de bonnes conditions de fonctionnement grce : un faible coefficient de frottement un cot faible au report de l'usure sur cette pice une facilit de remplacement

Matriaux : Fonte Bronze phosphoreux Bronze fritt Matires plastiques

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Montage des coussinets

2.2. Coussinets autolubrifiants Ils sont fabriqus en mtal fritt base de bronze, poreux (porosits entre 15 et 35% en volume),

avec incorporation de lubrifiant (huile, graphite, ) dans les porosits. Dans le cas de l'huile, la structure, comparable une ponge, restitue l'huile en fonctionnement et l'absorbe l'arrt.

Frittage: procd d'laboration consistant comprimer et chauffer des poudres mtalliques pour obtenir une pice structure poreuse.

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Bague extrieure 1

Bague intrieure 2

Chemin de roulement a

Elments roulants 3

Cage 4

Chemin de roulement b

2

4

1

3

a b

3. GUIDAGE PAR INTERPOSITION D'ELEMENTS ROULANTS (GUIDAGES COURTS) Le principe est de remplacer le glissement avec frottement par du roulement. Il y a donc

diminution du frottement ce qui entrane moins de pertes donc un meilleur rendement. 3.1. Terminologie d'un roulement

3.2. Charges supportes par les roulements. Les actions mcaniques de contact exerces par les lments roulants sur l'une ou sur l'autre bague

sont en gnral schmatises par des forces ou des charges.

Charge radiale Fr : sa direction perpendiculaire laxe de rotation passe par le centre gomtrique du roulement. Fr toujours port par un rayon

Charge axiale Fa : sa direction est celle de laxe de rotation

Charge combine F : combinaison des deux cas prcdents. La direction de F passe par le centre gomtrique du roulement

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3.3. Principaux types de roulements Roulements billes Roulements rouleaux Roulements rouleaux coniques Roulements aiguilles Butes billes

3.4. Choix d'un type de roulement Il est toujours judicieux d'envisager au pralable une solution utilisant les roulements les plus

conomiques.

Critres de choix Nature des charges Importance des charges Vitesse de rotation Perturbations (chocs, vibrations) - Rigidit Encombrement Longvit Conditions ambiantes (pollution, tempratures, lubrification )

4. MONTAGE DES ROULEMENTS 4.1. Montage des bagues

En rgle gnrale, chaque roulement d'un mme montage possde une bague ajuste serre et l'autre ajuste avec jeu. Le jeu simplifie les assemblages et compense les dilatations.

Rgle 1 : La bague qui tourne par rapport la direction des efforts extrieurs est monte serre

Rgle 2 : La bague fixe par rapport la direction des efforts extrieurs est monte libre

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Seules les tolrances de l'arbre d et du logement D sont indiques sur le dessin d'ensemble. Les tolrances des dimensions du roulement sont du domaine du fabricant.

Valeurs courantes pour les tolrances des arbres et alsages

Arbre tournant / direction effort

.

Logement tournant / direction effort

ARBRE

Serr

d k6

Libre

d g6

ALESAGE

Libre

D H7

Serr

D N7

4.2. Arrts axiaux des bagues Ils dpendent de la nature des roulements utiliss : bagues sparables ou non etc..

Rgle 1 : Les bagues tournantes et ajustes serres doivent tre fixes latralement ou paules des deux cots => 4 arrts axiaux

Rgle 2 : Les bagues fixes et ajustes libres doivent tre fixes latralement ou paules dun cot => 2 arrts axiaux

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4.2.1. Angle de rotulage dun roulement billes Il existe toujours un jeu, aussi minime soit-il, entre les billes et leur chemin de roulement. Ce jeu a pour consquence de permettre une rotation relative des bagues du roulement, autour des axes perpendiculaires l'axe principal du roulement.

L'amplitude de cette rotation est appele : angle de rotulage. Par consquent, un unique roulement billes ne ralise pas une liaison pivot.

4.2.2. Liaisons ralises par lintermdiaire des roulements billes En fonction de l'existence d'arrts axiaux placs entre le roulement et l'arbre ou l'alsage, la liaison ainsi ralise sera assimilable :

Une liaison linaire annulaire Arrts axiaux sur une seule bague :

Une liaison rotule Arrts axiaux sur les deux bagues :

Angle de rotulage

Modle quivalent

Arrts sur l'alsage Arrts sur l'arbre

Arrts sur l'alsage Arrts sur l'arbre

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4.2.3. Combinaisons usuelles des paulements

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4.2.4. Solutions usuelles pour raliser les paulements