SCHEMA CINEMATIQUE

SCHÉMA CINÉMATIQUE PROBLEMATIQUE La lecture des plans d’ensemble n’est pas toujours aisée (cas de mécanismes existants) et il est utile d’en simplifier la représentation. Lorsque le mécanisme n’existe pas (phase de conception), on a besoin d’un schéma afin d’illustrer le fonctionnement attendu sans toutefois limiter le concepteur dans les formes et dimensions à concevoir. OBJECTIFS Un schéma cinématique de mécanisme est un schéma qui doit non seulement permettre la compréhension des différents mouvements du mécanisme, mais aussi comporter le paramétrage des différents solides qui le constituent, en vue des calculs de cinématique, cinétique, dynamique… que l’on peut avoir à faire sur ce mécanisme.

SCHÉMA CINÉMATIQUE REPRESENTATION Le schéma cinématique doit représenter le plus fidèlement possible les relations entre les différents groupes de pièces. On trouvera donc : Des groupes de pièces appelés « classes d’équivalence ». Des liaisons normalisées situées au niveau de chaque contact entre les classes d’équivalence.

Représentation normalisée Liaison encastrement Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Encastrement Translation Rotation

Représentation normalisée Liaison pivot Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Pivot 1 Translation Rotation

Représentation normalisée Liaison glissière Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Glissière 1 Translation Rotation

Liaison hélicoïdale 1 Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Hélicoïdale 1 Translation Rotation Remarque : La liaison hélicoïdale ne permet qu’un seul degré de liberté puisque les 2 mouvements relatifs ne sont pas indépendants. ON DIT QU’ILS SONT CONJUGUES

Représentation normalisée Liaison pivot glissant Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Pivot glissant 2 1 Translation Rotation

Représentation normalisée Liaison sphérique à doigt Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Sphérique à doigt 2 Translation Rotations

Représentation normalisée Liaison appui plan Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Appui plan 3 2 Translations 1 Rotation

Représentation normalisée Liaison rotule Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Rotule 3 Translation Rotations

Représentation normalisée Liaison linéaire annulaire Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Linéaire annulaire 4 1 Translation 3 Rotations

Représentation normalisée Liaison linéaire rectiligne Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Linéaire rectiligne 4 2 Translations Rotations

Représentation normalisée Liaison ponctuelle Nom de la liaison Degrés de liberté Mouvements relatifs Représentation normalisée Vues planes Perspective Ponctuelle 5 2 Translations 3 Rotations

Méthode d’élaboration Les principales étapes de réalisation d'un schéma cinématique se font à partir du dessin s’ensemble. ETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE Définir les ensembles de pièces cinématiquement équivalentes. Recenser les pièces élastiques ou déformables à exclure. ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS Relier par un trait les classes d’équivalence ayant des contacts entre elles.

ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSES Déterminer la nature du ou des contacts entre les classes d’équivalence. Observer les degrés de liberté entre les classes concernées. En déduire les liaisons normalisées correspondantes. ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL Placer sur le schéma cinématique minimal les différentes liaisons normalisées dans la position relative qu’elles ont sur le dessin d’ensemble. Relier ces liaisons par les solides schématisés.

Classe 1 : { 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 } Classe 2 : { 6 ; 8 ; 9 } ETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE Définir les ensembles de pièces cinématiquement équivalentes. Recenser les pièces élastiques ou déformables à exclure. Classe 1 : { 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 } Classe 2 : { 6 ; 8 ; 9 } Classe 3 : { 7 ; 10 } Classe 4 : { 11 ; 12 }

1 ? 3 ? ? ? ? 2 ? 4 ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS Relier par un trait les classes ayant des contacts quelles qu’elles soient, où qu’elles soient. 1 ? 3 ? ? ? ? 2 ? 4

Hélicoïdale 1 3 Pivot glissant Glissière Pivot 4 2 ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSES Déterminer la nature du ou des contacts entre les classes d’équivalence. Observer les degrés de liberté entre les classes concernées. En déduire les liaisons normalisées correspondantes. 1 Hélicoïdale Vis/Taraudage 3 Cylindre Cylindre + Epaulement 2 cylindres // Pivot glissant Glissière Pivot 4 2

y x 3 1 2 4 ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL Choisir un point de vue de représentation (plan x,y). Repérer la position relative des liaisons (au centre du contact réel). 1 3 Hélicoïdale Glissière Pivot glissant Pivot 2 4 x y

SCHÉMA CINÉMATIQUE 3 1 2 4 METHODE D’ELABORATION Hélicoïdale Hélicoïdale ETAPE 1 : REPERER LES CLASSES D’EQUIVALENCE Glissière Glissière Pivot glissant Pivot glissant ETAPE 2 : ETABLIR LE GRAPHE DES LIAISONS Pivot Pivot ETAPE 3 : IDENTIFIER LES LIAISONS ENTRE LES CLASSES 2 4 ETAPE 4 : CONSTRUIRE LE SCHEMA CINEMATIQUE MINIMAL Maintenant, vous n’avez plus besoin du plan… Placer les liaisons sur les points identifiés précédemment. Relier les liaisons entre elles en respectant les blocs (couleurs). Terminer l’habillage du schéma.

Exemple de mécanisme