28-Guidage en Rotation

FONCTION TRANSMETTRE L’ÉNERGIE

Aspect Technologique Technologiq ue (Guidage en Rotation)

1er ST… et 2 me SM-BDoc : élève

I- GÉNÉRAL GÉNÉRALITÉS ITÉS : Le guidage en rotation consiste à réaliser une liaison pivot entre un arbre et un alésage (moyeu). Les formes de surface surf ace de guidage een n rotation doivent être en général général des formes f ormes de révolution, tel que : Cylindrique, conique, sphérique… La liaison pivot (Fig.1) c’est l’équivalant l’ équivalant de la liaison rotule + liaison linéaire annulaire ( Fig.2).

Fig.1

Fig.2

Entre l’arbre 2 et le myeu1, il y a : II- EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN : Bête à corn es

Diagramme pieuvre

a- Compléter l’outil l’outil bête à cornes ? b- Relier par par une flèche chaque-fonction de service avec l’expression l’expressio n qui convient ? FP1 Guider en rotation autour d’un axe le solid e 2 par rapport au solide 1 Transmettre les actions mécaniques (charges) entre les deux solides s olides FP2 S’adapter au milieu environnant (autres pièces du mécanisme, encomb encombrement…) rement…) Résister au milieu ambiant FC1 Transmettre les efforts Résister et s’adapter au milieu environnant FC2 Être d’un encomb encombrement rement minimal Assurer un fonctionnement silencieux FC3 Positionner les deux pièces et autoriser une rotation entre elles autour d’un axe Remarque marque : Re Un guidage en rotation entre deux pièces doit assurer les fonctions f onctions de services précédentes : Entre le solide 1 et le solide s olide 2 en trouve :  Guidage en rotation par contact direct entre surfaces ;  Guidage en rotation par interposition i nterposition ( indirect ) de bagues de frottement (coussinet);  Guidage en rotation par interposition i nterposition ( indirect ) d’éléments roulants (roulement). Pour réaliser un bon guidage en rotation (liaison pivot), il faut f aut empêcher empêcher la translation tr anslation par des obstacles.

Solution ‘’a’’ Solution ‘’b’’ Les obstacles doivent être plus proches, la solution s olution ‘’ b ‘’ est retenue.

TRANSMETTRE DE PUISSANCE

318

Solution ‘’c’’

GUIDAGE EN ROTATION


Aspect Technologique Technologiq ue (Guidage en Rotation)


III- PALIERS IIIPAL IERS : Un palier est un organe du guidage d’un arbre dans son mouveme mouvement nt en rotation. Il existe trois types de paliers en fonction du guidage réalisé : 3.13. 1- Palier Palier di rect e : Le guidage en en rot ation par contact direct peut être obtenu à partir du contact entre des surfaces de révolutions et de deux arrêts qui supp rim ent le degré degré de liberté liberté en translation suivant l’axe de rotation. Il existe deux distributions principales de la géométrie du contact : l’une dite dit e en port e à faux et l’autre appelée chape. Coût peu élevé, faibles vitesses, des efforts eff orts transmissibles modérés, un échauffement important se produirait.

Fig.3 Compléter le le circuit mécanique

Fig.4

Condition générale de guidage : Longueur du guidage : l’augmentation de la longueur ‘’ ℓ ’’du guidage permet d’augmenter l’inclinaison de l’arbre par rapport à l’alésage ce qui entraine le phénomène d’arc-boutement, on adopte habituellement ℓ = 1 à 1,5.d Précision d’usinage :  surface polie ;  choix judicieux des matériaux ;  prévoir un jeu fonctionnel f onctionnel convenable. convenable. 3.23. 2- Palier avec gli ssement (indir ecte) : (palier lisse ou palier à coussinet) Probl ème pos é : On isole l’arbre de la Figure 5 : la puissan puiss ance ce absorbée abs orbée = couple x vitesse de rotation C’est-à-dire P aabb = C. ω = T.r.2π.n/60 = N.tgφ. r.2π.n/60 P a ab b = N.. r.π.n/30 Avec : - N : charge c harge maximale appliquée en (N) ; - f : coefficient de frottement ; - r : rayon de l’arbre en (m) ; - n : fréquen f réquence ce de d e rotation de l’arbre en (tr/min) ; - P aabb : puissan puiss ance ce absorbée absorbée en (Watt). (W att). Fig.5 La diminution de la P aab b est obtenue par :  diminution du diamètre, mais il est limité limit é par la condition de résistance ;  faible valeur de coefficient de frottement fr ottement par choix des matériaux en conta c ontact ct et du mode de de lubrification. 319 TRANSMETTRE DE PUISSANCE

GUIDAGE EN ROTATION


Aspect Technologique (Guidage en Rotation)


L’usure

due au frottement doit être reportée sur une pièce dont le remplacement soit facile et peu onéreux, ce qui conduit à choisir :  une haute dureté superficielle pour l’arbre ;  un coussinet d’épaisseur réduite pour l’arbre (pour les moyennes vitesses) ;  un roulement (pour les grandes vitesses). L’interposition de bagues de frottement (coussinets) entre les pièces qui font l’objet d’un guidage en rotation permet d’atteindre des performances bien supérieures à celles obtenues avec un contact direct entre surfaces :  Réduction du coefficient de frottement ;  Faciliter le mouvement de rotation et/ou translation ;  Augmentation de la durée de vie, fonctionnement silencieux ;  Report de l’usure sur les bagues. Les principaux types de bagues de frottement utilisées pour assurer un guidage en rotation peuvent être classés en deux catégories : les coussinets et les bagues en tôle roulée. Outre ces deux solutions, on peut placer dans la catégorie des articulations sphériques qui s’utilisent par paire. On trouve : Coussinet Coussinet Coussinet Bagues en tôle Elles sont constituées d’une tôle roulée cylindrique à collerette sphérique roulée recouverte d’une couche de bronze fritté et d’une couche de résine PTFE imprégnée de lubrifiant solide (graphite ou plomb, etc.). Le coefficient de frottement entre la résine PTFE et l’acier se situe vers 0,03 suivant les conditions de fonctionnement. Un coussinet est une bague, avec ou sans collerette, monté s errer dans l’alésage et glissant dans l’arbre, dans le cas d’un guidage en rotation d’un arbre / à un alésage fixe. Les coussinets sont réalisés à partir de différents types de matériaux : bronze, matières plastiques (Nylon, Téflon), etc. Ils peuvent être utilisés à sec ou lubrifiés. (Les coussinets en matière plastique ont un très faible coefficient de frottement avec l'acier, même sans lubrification. Ils résistent à la corrosion). Les coussinets autolubrifiants sont obtenus à partir d’un métal fritté (poudre comprimée et chauffée en atmosphère) qui absorbent jusqu'à 30 % de leur volume en huile. Ils sont imprégnés d’huile jusqu’à saturation, ou chargés de lubrifiant solide. Sous l’effet de la rotation de l’arbre et de l’élévation de la température, l’huile est aspirée et assure une excellente lubrification. À l’arrêt de l’arbre, du fait de la porosité (imperméabilité) du coussinet, le lubrifiant reprend sa place. Av antag e des couss inets aut olubr ifiant s :  Suppression des graisseurs et frais d'entretien ;  Graissage hydrodynamique en permanence pendant la rotation ;  Fonctionnement silencieux ;  Possibilité de choisir les coussinets en fonction de : la charge, la vitesse, la température et le milieu ambiant ;  Le frittage permet de réaliser des coussinets avec des tolérances serrées à des prix inférieurs à ceux obtenus en métal coulé et décolleté. Répondr e aux question s : Type de palier (1) : . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Type de coussinet (3) : . . . . . . . . . . . . . Graphe de mouvement : Type d’Ajustement entre 1/3 : . . . . . . Type d’Ajustement entre 3/2 : . . . . . . Fonction du chanfrein (A) : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nom et fonction de 4 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fixe TRANSMETTRE DE PUISSANCE

320

GUIDAGE EN ROTATION




3.3- Palier avec roulement (indirecte) : a- Principe d e l’emploi d es roul ements (Fig.6) : Pour déplacer un bloc de pierre, on peut, au lieu de faire glisser sur le sol, le monter sur des rouleaux, on aura donc une facilité de déplacement, de même, pour f aire tourner un arbre dans un logement fixe, on peut int ercaler des éléments roul eaux po ur faire faciliter la rot ation de l’arbre dans l’alésage. b- Lois du roul ement (Fig.7) : Soit un cylindre 2 de rayon r de poids P, reposant sur un plan horizontal 1, pour faire rouler 2 sur 1 il faut exercer un effort F. Principe Fondamental de la Statique ( PFS) sur le cylindre 2 :      

Fig.6

•∑ Fext = 0 ⇒ P + F + R = 0 

− Pr oj / x : F − T = 0 ⇒ F = T 

− Pr oj / y : N − P = 0 ⇒ P = N •∑

    M / A Fext = 0 ⇒

∑

  M/ A P +

∑

  M/ A F +



− Pr oj / z : P.δ − F. = 0 ⇒ F = P

δ 

∑

  M/ A R = 0

= P.tgϕ = P. f

Fig.7

- f : coefficient de frottement ; - Si le coefficient de résistance au roulement δ est plus faible  les matériaux en contact sont plus durs. c- Constit ution d’un ro ulement (Fig.8) : 1 : Bague extérieure : Elle se positionne dans le logement (ou moyeu). 2 : Bague intérieure : Elle s’ajuste sur l’axe (ou l’arbre). 3 : Éléments roul ants : Billes, rouleaux (cylindrique ; conique ; sphérique), ou aiguilles qui roulent sur les chemins des deux bagues. Fig.8 4 : Cage : Elle maintient les éléments roulants à intervalles réguliers.

Remarq ue

: Les éléments de roulement sont en acier de grand dureté réalisés souvent par matriçage puis ils subissent une rectification et un polissage ; même chose pour les bagues, qui sont de grande dureté. Pour les cages, elles sont souvent en laiton ou en matière plastique.


321

GUIDAGE EN ROTATION




d- Les différents ty pes de roulements (Fig.9) : Roulements à cont actes ponct uels Roulements à contacts linéiques Roulements à billes Roulements à rou leaux Roulements à aiguilles

Fig.9 9.c 9.a 9.b e- Désignation d es roulements : La normalisation internationale des roulements, reprise par l’AFNOR, elle porte sur les dimensions, les tolérances de fabrication, les contrôles de qualités, les conditions d’utilisation, les méthodes de calculs et accessoires utilisés comme : écrous à encoches, manchons coniques…, exemple de désignation : 40 BC 02 PP. Diamètre de l’arbre ou Diamètre intérieur de la bague intérieur

Type de roulement

BC : Roulement à une rangée de billes à contact radial BT : Roulement à une rangée de billes à contact oblique BS : Roulement à rotule sur deux rangées de billes BS-K : Roulement à rotule sur deux rangées de billes à alésage conique BE : Roulement à deux rangées de billes à contact oblique RN : Roulement à rouleaux cylindriques à bague extérieure sans épaulement RU : Roulement à rouleaux cylindriques à bague intérieure sans épaulement RJ : Roulement à rouleaux cylindriques avec épaulement sur deux bagues KB : Roulement à rouleaux coniques SC : Roulement à rotule sur deux rangées de rouleaux NE: Roulement à aiguilles avec bague intérieure NEA: Roulement à aiguilles avec bague intérieure et rainure d’huile NES: Roulement à aiguilles sans bague intérieure NESA: Roulement à aiguilles sans bague intérieure et rainure d’huile

Série de dimensions

Pour déterminer la largeur du roulement et le diamètre extérieur de la bague extérieure (diamètre de l’alésage). Voir tableau ci-dessous. PP : tanche de deux côtés par flasque. P : Étanche d’un seul côté par flasque. Protection d u EE : Étanche de deux côtés par joint. roulement E : Étanche d’un seul côté par joint. X : Protection quelconque d’un seul côté 40 BC 02 PP. XX : Protection quelconque de deux côtés. Dimensions (en mm) de quelque roulement typ e BC :


322

GUIDAGE EN ROTATION




f- Critères de choix d’un roul ement :  La nature des charges F, F a, Fr ; Figur e 10 appliquées à la liaison (aux roulements) :  Les perturbations : chocs, vibrations, niveau sonore…  Le montage et démontage : mise en place, accessibilité réglages,…  La rigidité exigée : déformations admissibles, désalignement des paliers,  L’encombrement : place disponible au sein du mécanisme,…  La longévité, ou durée de vie souhaitée : en heures,… Fig.10  Les conditions ambiantes : pollution, corrosion, température, lubrification,  La vitesse de rotation,…  La précision exigée : coaxialité, …  L’importance des charges (intensité)  Le coût et la disponibilité. f- Quelques avantages de ces diff érentes soluti ons con struct ives : Contact direct Paliers liss es Roulements - coût - suppression de graisseurs et d’entretien. - peu encombrant axialement - encombrement - peu encombrant radialement - lubrification facile à réaliser - coût faible - facilement interchangeables - peu sensible aux poussières et aux corps - supportent tous types étrangers de charges élevées - Fonctionnement silencieux, pas - une avarie (dégât) est de grippage propre aux paliers lisses signalée par un bruit et hydrodynamiques des vibrations croissantes. - durée de vie non limitée par le phénomène de fatigue - supportent bien les chocs et vibrations


323

GUIDAGE EN ROTATION




IV- Montage des rou lements à une rangé de billes à contact r adial typ e BC : Probl ème pos é : phénomène de laminage (roulage) HYPOTHÈSE : cas d ’Ar br e 1 tour nant et moyeu 5 fixe (Fig.11) 1 : Arbre moteur. 2 : Bague intérieure du roulement. 3 : éléments de roulement. 4 : Bague extérieure du roulement. 5 : Moyeu. Supposons l'arbre moteur 1 monté avec jeu (J) dans l'alésage de la bague intérieure 2 du roulement.

Fig.11

L'arbre 1, en tournant, entraine la bague 2 par adhérence (Friction) ce qui donne le rapport N 2 N 1

=

D1 D2

or D1≠ D2 ⇒ N 1≠ N 2

La

bague 2 ne tourne pas à la même, vitesse que l'arbre 1. L'arbre tourne alors dans la bague 2 et, le jeu étant faible, il y a écrouissage des surfaces en contact. La bague 2 est laminée entre l'arbre 1 et les éléments de roulement 3. Pour éviter le phénomène de laminage : - montée avec serrage (c'est à dire sans jeu) la bague 2 avec l’arbre moteur 1, (et arrêtées en translation par quatre obstacles). - montée avec du jeu , la bague 4 avec le moyeu 5, (et arrêtées en translation par deux obstacles). Remarq ue : Un ajustement serré est généralement insuffisant en présence d’un effort axial, il faut empêcher la translation (glissement) éventuel par des obstacles (arrêtes) 4.1- Fixation axiale de bagues int érieures : Arrêt en translation du roulement 3 / à l’arbre 2 (Fig.12) est réalisé par : Écrou à encoch e 4 + Rondelle frein 5 + Épaulement de l’arbre 2 (Fig.13) ,

Fig.13

Fig.12 Arrêt en translation du roulement 3 / à l’arbre 2 (Fig.14) est réalisé par : Vis H 4 + Rondelle plate 5 + Épaulement d e l’arbr e 2 (Fig.15)

Fig.16 Fig.14 TRANSMETTRE DE PUISSANCE

Fig.15 324

Ad hér ence GUIDAGE EN ROTATION



4.2- Poss ibilit és de mo ntages : Ar br e tournant et moyeu fixe


Moyeu tourn ant et arbre fix e

Fig.17

Fig.20

Fig.18

Fig.21

Fig.19

Fig.22

4.3- Positi ons d es tolérances (Ajust ements) :


325

GUIDAGE EN ROTATION




4.4- Ordre de mont age (et démo ntage) : Montage d’un arbre tourn ant Clavette

Joint à 1 lèvre

Vis CHc

crou à encoches

Entretoise

paulement

Montage d’un alésage tournant Vis CHc

crou à encoches


326

GUIDAGE EN ROTATION




V- PROTECTION DES ROULEMENTS : 5.1- Fonct ion : ♦ Protéger les roulements contre les pénétrations de corps étrangers. Exemples : poussières, limaille, eau... ♦ Empêcher la sortie (fuite) du lubrifiant. 5.2- Lubrifi cation à la gr aisse : Roulements étanches : Un roulement étanche est garni de graisse au cours de sa fabrication, pour toute la durée de vie du roulement. Le graissage périodique des roulements étanches est donc inutile. Ils sont très utilisés dans les automobiles et dans les appareils électroménagers (réfrigérateurs, machines à laver …)

Avec flasques Sans frot tement : ♦ Chicane simple

♦ Chicanes

multiples

Avec joints ♦ Rainures

Schéma ♦ Flasque

♦ Rondelle

de retenue

Remarq ue

: - Les chicanes sont surtout utilisées pour protéger des roulements soumis à l'humidité. - Les chicanes sont remplies de graisse. Avec fr ot tement : ♦ Joints à lèvres ♦ Joint feutre ♦ Anneau Nilos

Le milieu à protéger est situé du côté du roulement 5.3- Lubr ification à l’huil e : Sans fr ottement :

Protection radiale sur bague interieure

Protection radiale sur bague exterieure

Turbine à vis

Déflecteur

Avec fr ot tement : Voir : page .. : b.3- Étanch éité radiale par j oint à lèvres : TRANSMETTRE DE PUISSANCE

327

GUIDAGE EN ROTATION

Z




VI- APPLICATIONS : APP 01 : APPAREIL A FRAISER LES RAINURES L’entrainement en rotation se fait par un moteur électrique non représenté. Le mouvement d’entrée est communiqué à la poulie 4 solidaire à l’arbre 2, le mouvement est transmis à l’arbre de sortie (non représenté) par l’intermédiaire des roues dentées 2 et 17. L’arbre de sortie reçoit le porte fraise. Le souci majeur des utilisateurs de tel système de production est de répondre au besoin des clients. Le service marketing de la société a signalé une forte demande des produits fabriqués par la société. Afin de répondre à cet objectif, le bureau d'étude a décidé : - D’augmenter le nombre de pièces a rainurées ; - De diminuer le temps de fabrication ; - D’augmenter la qualité. Vous faites partie de l'équipe chargée de mener l'étude partielle de cette décision. Les taches suivantes sont à réaliser : 1- Donner le diagramme bête à cornes du système ? 2- Donner le diagramme des interactions du système ? (Utiliser les éléments extérieurs suivants : Moteur, Arbre, Fabricant et Table) et en déduire la fonction principale ? 3- Identifier la fonction globale du système ? 4- Définir les éléments d’entrée et de sortie ? 5- Donner le diagramme SADT du système ? On se basons sur l’éclaté de l’appareil ci-dessous : 6- Compléter les repères des pièces sur le dessin d’ensemble ? 18

L’éclaté de l’appareil

17

Dessi n d’ ensembl e à échelle 1 : 1 TRANSMETTRE DE PUISSANCE

328

GUIDAGE EN ROTATION




7- De quel type de roulement s’agit-il ? 8- Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ? 9- Donner le diagramme F.A.S.T du système relatif à la fonction du guidage en rotation de 2 par rapport à 1+10 ? (Utiliser les éléments suivants : Roulement BC, Faciliter la mobilité, Réduire le frottement) en indiquant la fonction principale, la fonction technique et la solution technologique ? 10- Quelles sont les bagues montées serrées ? 11- Compléter le repérage des obstacles arrêtant les bagues des roulements axialement (sur le dessin d’ensemble) ? 12- Indiquer le type d’ajustement des portées des bagues intérieures situées sur l’arbre : 13- Indiquer le type d’ajustement des portées des bagues extérieures situées sur l’alésage : II est nécessaire de comprendre le fonctionnement de ce système, pour ceci, on vous demande de : 14- Compléter le tableau des liaisons suivant : Mouvement possible Nature de surface Symbole Liaison Nom de contact en deux vu s Rotation Translation 4/2 4/2+13 (cas de montage) 6/2 (cas de montage) 1/10 2/1+10 15- Établir le schéma cinématique minimal du système ? 16- Quel est le nom et la fonction des pièces suivantes : 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 16 et 18 ?


329

GUIDAGE EN ROTATION




MONTAGE DES AUTRES TYPES DE ROULEMENT : Pour les roulements à une rangée de billes à contact oblique (Type BT), on applique les mêmes règles de montage que pour les roulements à rouleaux coniques (Type KB). APP 02 : ROUE DE REMORQUE OU CARAVANE

Échelle 3:4 La jante d’une roue est fixée sur un ensemble moyeu/tambour de frein (2). Cet ensemble est guidé en rotation autour de la fusée de l’essieu (1) avec deux roulements (3) et (4) : 1- Color ier l’ensemble des pièces en rotation. 2- De quel type de roulement s’agit-il ? 3- Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ? 4- Est-ce un montage direct en ‘’ X ’’ ou indirect en ‘’ O ‘’ ? 5- Comment appelle-t-on l’écrou (6) ? 6- Quelle est la fonction de la rondelle (7) ? 7- Choisir une rondelle-frein (7) entre les deux rondelles ci-contre et justifier : (A) ou (B) : 8- Les bagues intérieures sont montées serrées ou avec jeu ? 9- Donner la tolérance des portées des bagues intérieures situées sur l’arbre : 10- Les bagues extérieures sont-elles montées serrées ou avec jeu ? 11- Donner la tolérance des portées des bagues extérieures situées sur l’alésage : 12- Quel élément permet de régler axialement le jeu du montage des roulements ? 13- Coter les portées de roulement sur la fusée de l’essieu (1) 14- Coter les portées de roulement sur l’ensemble moyeu/tambour de frein (2).


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GUIDAGE EN ROTATION




APP 03 : TOURET À MEULER

Échelle 2 : 1

L’arbre porte-meule 2 est guidé en rotation par deux roulements 3 et 4. Répondre aux questions suivantes : 1- Colorier l’ensemble des pièces en rotation. 2- De quel type de roulement s’agit-il ? 3- Est-ce un montage à arbre ou à alésage tournant ? 4- Quelles son t les bagues montées serrées (extérieures ou intérieures) ? 5- Identif ier les obstacles arrêtant ces bagues axialement (A, B, C, D, E, F, G, H) : 6- La bague intérieure du roulement 4 est liée indirectement en translation avec l’arbre 2, à gauche en G, à droite en H. Établir sur le diagramme ci-contre, la suite des contacts entre la bague intérieure et l’arbre 2 : 7- Les bagues extérieures sont-elles montées avec jeu ou avec serrage ? 8- Identif ier les obstacles arrêtant ces bagues axialement (A, B, C, D, E, F, G, H) : 9- La bague extérieure du roulement 3 est-elle liée en translation avec le bâti 1 (OUI ou NON) ? 10- Donner la tolérance des portées des bagues intérieures situées sur l’arbre : 11- Donner la tolérance des portées des bagues extérieures situées sur l’alésage : 12- Coter les portées de roulement sur l’arbre 2. 13- Coter les portées de roulement sur les alésages 1 et 8. 14- Quel est le nom et la fonction des pièces suivantes : 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 20, 21 et 22 ?


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GUIDAGE EN ROTATION




APP 04 : APPA REIL A DÉPLUMER LES VOLAIL LES 1- PRÉSENTATION : 1.1- Mise en situ ation : 1.2- Princi pe de fonct ionn ement : Le déplumage des volailles (poule ; dindon. .) est assuré par les arracheurs (8) qui sont animés d'un mouvement de rotation. Le système poulie-courroie (1,2) transmet le mouvement de rotation de l'arbre moteur à l'arbre (3), voir dessin d’ensemble. 2- ANAL YSE TECHNIQUE : 1- Énoncer le besoin du mécanisme :

2- Compléter le tableau suivant : Pièce Nom Fonction 1 2 9 14 16 17 18 19 20 21 3- Compléter le tableau des liaisons suivant : Liaison Nom de la liaison Symbole de la liaison en deux vu es 2/3 3/7 3/4 4- Quel est le nom et la fonction de l’élément placé entre les pièces 5 et 6 : 5- Dans ce mécanisme, les roulements 14-15 réalise le guidage arbre tournant ou alésage tournant : 6- Donner deux autres types de roulements avec les charges qu’ils supportent : 7- Comp léter les schémas suivants en donnant les différentes solutions possibles pour assurer la liaison en translation des bagues des roulements avec l’arbre 3 et le corps 4. 8- Indiq uer le type d’ajustement A entre 14-3 et B entre 15-4. 9- Hachurer la coupe de la pièce 4 s’il est en :

Acier Alliage de cuivre Alliage d’aluminium 10- La pièce 2 est en Al Cu4 Mg Si, expliquer cette désignation : 11- La pièce 3 est en X4 Cr Mo S18, expliquer cette désignation : 12- La pièce 15 est désignée par ∅20 BC 10 P, expliquer cette désignation : 13- La pièce 6 est désignée par Vis H M6,5 - 20, expliquer cette désignation : 14- Sur le dessin d’ensemble, établir les chaînes de cotes relatives aux cotes conditions Ja et Jb. TRANSMETTRE DE PUISSANCE

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GUIDAGE EN ROTATION




3- TRAVAIL GRAPHIQUE : Sur le dessin d’ensemble, compléter le montage des roulements 14 et 15 en assurant les arrêts en translation de leurs bagues par rapport à l’arbre 3 et au corps 4.

D e s s i n d ’ e n s e m b l e : A P P A R E I L À D É P L U M E R L E S V O L A I L L E S


333

GUIDAGE EN ROTATION




APP 05 : LE GALET TENDEUR 1- MISE EN SITUATION : Voir figure a 2- FONCTION GLOBALE : Le galet tendeur permet d’augmenter la tension de la courroie.

3- ANAL YSE TECHNIQUE : 1- Compléter le tableau suivant : Figure a Pièce Nom Fonction 8 10 11 12 14 15 16 17 18 2- Comp léter le tableau des liaisons suivant : Liaison Nom de la liaison Symbole de la liaison en deux vu es 5/6 7/6 1/2 3- Donner la désignation de l’élément 10 et 16 : 4- Quelle est la solution adoptée pour réaliser la liaison entre les pièces 3, 4 et 5 : 5- La pièce 8 est en Cu Sn10 Zn1, expliquer cette désignation : 6- Tracer les chaînes de cotes relatives aux cotes conditions Ja, Jb et Jc :

7- Donner l’expression de la cote condition Jc : Jc Maxi = ? Jcmini = ? 8- Le constructeur propose de changer la solution adoptée sur le dessin d'ensemble par la solution figure b en remplaçant : - La liaison entre 7 et 6 par une liaison encastrement. - La liaison entre 5 et 6 par une liaison pivot, en utilisant deux roulements à billes étanches 20 et 21, désignés par : ∅25 BC 02 E. 8.a - Compléter les schémas suivants en donnant les différentes solutions possibles pour les arrêts en translation des bagues de ces roulements par rapport à l'arbre 6 et au cops 5. 8.b- Donner la signification de chaque terme de la désignation suivante : ∅25 BC 02 E : TRANSMETTRE DE PUISSANCE

334

GUIDAGE EN ROTATION




4- TRAVAIL GRAPHIQUE : 1- Compléter le montage des roulements 20 et 21 en assurant les arrêts en translation de leurs bagues par rapport à l'arbre 6 et au corps 5. 2- Indiquer les ajustements sur les portées des roulements.

Remarque : Si, au co urs d e l’étude, un élève repère ce qui lu i s emble être une erreur ou f autes d e frappe, il le sig nale au pr ofesseur d e la matière !!!


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GUIDAGE EN ROTATION




B -B

É c h e l l e 1 : 1

A -A


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GUIDAGE EN ROTATION

D e s s i n d ’ e n s e m b l e : G A L E T T E N D E U R




Exercices de mise à niveau (graphique) Ex1 : Redessiner sur la figure a, les arêtes en translation du roulement 3

Figure a Figure b Ex2 : Redessiner sur la figure c , les arêtes en translation du roulement 4

Figure c

Figure d Flasque 3 Couvercle 1


337

GUIDAGE EN ROTATION




Ex 3- Compléter la liaison encastrement de la poulie (2) avec l’arbre (3). (Utiliser clavette disque + rondelle plate + écrou H)


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GUIDAGE EN ROTATION




Ex4 : Afin d’améliorer le rendement du réducteur, à engrenage ; le constructeur se propose de remplacer les deux coussinets B1 et B2 (dessin 1) par des roulements à billes R1 et R2 (dessin 2). a) Pour la nouvelle solution du dessin 2 compléter : - Le guidage en rotation de l’arbre 3 par les roulements R1 et R2. - La liaison encastrement du couvercle 6 avec le corps 5 - La liaison encastrement du pignon 2 avec l’arbre 3. b) Indiquer les ajustements nécessaires au montage des coussinets et des roulements sur les deux dessins 1 et 2.


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GUIDAGE EN ROTATION




Ex5 : Le constructeur se propose de modifier le guidage en rotation de l’arbre 12 par des roulement ainsi que la liaison encastrement de la roue 9 sur l’arbre12. 1- Indiquer les repères des pièces de la chaine de côte. 2- Montage des roulements : 2.a- Compléter le montage des roulents 10 et 11. 2.b- Assurer l’étanchéité du roulement 11 sur le coté droit. 2.c- Indiquer les tolérance de montage des roulements. 3- Montage de la roue : Compléter la liaison encastrement de la roue 9 sur l’arbre 12.


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GUIDAGE EN ROTATION




Ex6 : Afin de réduire les effets du frottement sur l’axe 8 et d’améliorer le rendement du mécanisme, le constructeur se propose de remplacer les deux coussinets 10 et 20 par deux roulements à une rangée de billes à contact radial de type BC10, R1 et R2. 1- Tracer la chaine de côte relative au jeu A et jeu = 0,1 2- Compléter la représentation du guidage de l’axe 8 par les roulements R1 et R2 et l’arrêt en translation de la roue 6. 3- As surer l’étanchéité des roulements. 4- Indiquer les ajustements nécessaires au montage.


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GUIDAGE EN ROTATION




Ex7 : Le guidage en rotation de l’arbre 15 est assuré par deux roulements à une rangée de billes à contact oblique de type BT 31 et 32. Les efforts axiaux appliqués sur l’arbre sont modérés. On désire remplacer ces roulements, par deux roulements à une rangée de billes à contact radial type BC 02. R1 et R2 (avec R2 étanche d’un coté). 1- Compléter le montage des deux roulements. 2- As surer l’étanchéité (coté R1) par un joint à lèvre. 3- Indiquer les ajustements nécessaires au montage (pour les roulements et le joint).


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GUIDAGE EN ROTATION




Ex8 : Le dessin ci-dessous représente à l’échelle 1:1, une partie du moto-réducteur Mt1 du malaxeur dont l’arbre 49 est guidé en rotation par deux roulements à billes type BC par rapport au carter 51 et au couvercle 50. On demande de : 1- Compléter le montage des roulements. 2- Réaliser la liaison encastrement entre l’arbre 49 et le pignon 47. L’arrêt en rotation sera assuré par une clavette parallèle. 3- Prévoir un joint à lèvre 60 entre le couvercle 50 et l’arbre 49. 4- Indiquer les ajustements nécessaires au montage des roulements.


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GUIDAGE EN ROTATION




Ex9 : On se propose de modifier la liaison pivot de l’arbre 10 par rapport à l’ensemble des pièces 7, 13 et 4 en remplaçant les coussinets 11 et 14 par deux roulements à une rangée de billes R1 et R2 (20 BC 02). Travail d emandé : 1- Compléter la liaison pivot de l’arbre 10 par rapport à 7, 13 et 4. 2- Prévoir l’étanchéité de la partie étudiée. 3- Indiquer les ajustements nécessaires.


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GUIDAGE EN ROTATION




Ex10 : On se propose de transformer la liaison pivot entre 3 et 10 en remplaçant le coussinet 17 par un roulement à une rangée de billes à contact radial. Compléter le dessin de cette liaison en assurant l’étanchéité et en indiquant les ajustements nécessaires.


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Ex 11 : 1- Compléter la liaison pivot du galet 20 par rapport à l’axe 19 en utilisant des roulements étanches à billes 27. 2- Compléter la liaison encastrement de l’axe 19 sur le support 25 en assurant un déplacement axial de l’axe 19 et son blocage en position ; ce qui permet le positionnement du galet 20 lors du montage.


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