schema cinematique - Hervé JARDIN

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Enseignement transversal
REPRESENTATIONS SYMBOLIQUES
LE SCHEMA CINEMATIQUE
SCHEMACINEMATI
QUE
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SCHEMA CINEMATIQUE.
I) Objectif.
Un schéma cinématique a pour but de représenter un mécanisme sous forme schématique en faisant
apparaître seulement les mouvements relatifs possibles des différents ensembles de pièces qui le
constitue.
II)
III)
Pourquoi construire des schémas cinématiques.
•
En tant qu'outil permettant de décrire (d'expliquer) le fonctionnement d'un mécanisme à
quelqu'un d'autre.
•
En tant que représentation graphique permettant de modéliser facilement les actions mécaniques
transmissibles par chacune des liaisons en vue de réaliser une étude de statique ou de dynamique.
•
En tant que document de travail destiné à réaliser les constructions graphiques nécessaires lors
d'une étude de cinématique, à déterminer la nature et le tracé des trajectoires, des vecteurs
vitesses de certains points particuliers.
Classes d'équivalences cinématiques.
Un mécanisme est souvent constitué d'un nombre important de pièces.
Parmi ces pièces beaucoup sont liées entre elles par une liaison complète (liaison inutile pour
montrer le fonctionnement d'un mécanisme).
Nous pouvons ainsi créer des ensembles constitués de pièces liées par une liaison complète.
Ces ensembles porteront le nom de CLASSES D'EQUIVALENCES CINEMATIOUES.
ATTENTION :
Pour constituer ces classes d’équivalences cinématiques on EXCLUS :
-Les vis, écrous, rondelles. (de fixations).
-Les ressorts.
-Les joints.
-Les roulements.
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LA PERFORATRICE
Dans cet exemple nous pouvons définir les classes d’équivalences suivantes.
• Comme les pièces « 4 », « 10 », « 9 » et 5 sont fixées les unes aux autres, nous pouvons
crées l’ensemble E4 (car 4 est la pièce principale) constitué des pièces n°4, 10, 9, 5
E4 = {4 ; 10 ; 9 ; 5}
• Comme les pièces « 1 », « 3 » et « 2 » sont liées par soudure, nous pouvons créer
l’ensemble E1 (car 1 est la pièce principale) constitué des pièces n°1, 2, 3
E1 = {1 ; 2 ; 3}
• Comme la pièce « 7 » est fixée sur le poinçon « 6 » nous pouvons créer l’ensemble E6
E6 = {6 ; 7}
Les classes d’équivalences de cette perforatrice sont les suivantes.
E1
A
C
E6
B
E4
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Nous pouvons maintenant repérer par une lettre le centre de chaque liaison
Le point « A » est le centre de l’articulation de « E1 » avec « E4 »
Le point « B » est le centre du guidage du poinçon « E6 » avec le support « E4 »
Le point « C » est le centre du contact du levier « E1 » avec le support « E4 »
IV)
Graphe des liaisons.
C'est une représentation graphique de l'inventaire et de l'agencement de toutes les liaisons du
mécanisme (à 1 degré de liberté au moins).
Graphe des liaisons de la perforatrice
E1
LA (E4 – E1)
LC (E6 – E1)
E4
LB (E4 – E6)
E6
V) DEFINITION DES LIAISONS.
Pour donner la définition exacte de chaque liaison il faut pour chacune d’elles :
•
•
•
Examiner de près la nature du contact (sur le mécanisme réel ou virtuel).
En déduire la nature de la liaison.
Vérifier que sa définition peut être donnée dans le repère général (dans le cas contraire il faut
associer un repère local à cette liaison).
Exemple de repère local associé à une liaison lorsque sa définition ne peut pas être donnée dans le
repère général.
R(x, y, z) repère général.
R1(x1, y1, z1) repère local associé à la liaison LA (1-2).

Définition : LA (1-2) : Ponctuelle de normale ( A, y1)
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Remarque :
Dans certains mécanismes il est parfois nécessaire d’associer autant de repères locaux qu’il
y a de liaisons.
Définition des liaisons de la perforatrice.
Y
X1
Y1
C
A
B
X
Les liaisons LA (E4-E1) et LB (E4-E6) peuvent être définies dans le repère général R(x, y, z).

LA (E4-E1) : Pivot d’axe A, z .
( )

LB (E4-E6) : Pivot glissant d’axe B, y .
( )
Un repère local R1(x1, y1, z1) est nécessaire pour donner la définition de la liaison LC (E6-E1)

LC (E6-E1) : Ponctuelle de normale C , y1 .
(
)
VI) CONSTRUCTION DU SCHEMA CINEMATIQUE.
a) Préparation :
Sur une feuille :
•
Reporter le centre de chaque liaison, dans la même disposition que sur le dessin d’ensemble du
mécanisme. (possibilité de décalquer).
•
Reporter aussi le repère local de chaque liaison concernée s’il y en a.
•
Représenter les symboles normalisés correspondant à chaque liaison, dans la bonne vue et bien
orientée par rapport au repère général ou au repère local qui lui est associé.
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C
A
C
A
B
B
b) Construction du schéma.
•
Cette étape consiste à relier tous les traits de départ de chaque symbole de liaison conformément au
graphe des liaisons afin d’obtenir un schéma final ayant l’allure générale du mécanisme.
•
Le système matériel qui supporte tous les autres est appelé « Bâti » .Pour le différencier des autres,
on borde un de ses traits par des hachures.
c) Finition.
Indiquer :
o Les classes d’équivalences.
o Les centres des liaisons
o Le repère général
o Le ou les repères locaux
E1
Y
C
A
E1
B
E4 (Bâti)
X