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initiations:mecanique [2017/09/16 17:59]
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initiations:mecanique [2019/10/26 21:08]
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-===== Initiation à la mécanique ===== 
- 
-Cette page regroupe bientôt des concepts de base pour les débutants, un peu comme [[initiations:​electronique| dans la section "​Electronique"​]]. ​ 
- 
-==== Notions théoriques ==== 
- 
-=== Accélération === 
-Cette grandeur quantifie la variation de vitesse dans le temps d'un objet (étant ainsi la dérivée temporelle de la [[#​vitesse]]. 
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-a = dv/dt [m/s²] 
- 
-=== Couple === 
-Effort qui fait tourner les corps. On peut par exemple penser à une corde enroulée à une poulie et qui a à une extrémité une masse. Il se mesure en Newton mètre (N.m) et est une donnée importante pour un [[#​moteur]]. 
- 
-=== Cotation === 
-Indication sur une mise en plan. Elle peut concerner la longueur d'une pièce, le diamètre d'un trou, l'​angle entre deux parties, ... 
- 
-=== Deuxième loi de Newton === 
-**En translation** 
- 
-Σ(F) = d(mv)/dt = ma si la masse reste constante. \\ 
-F: force [N] \\ 
-m: masse [kg] \\ 
-v: vitesse [m/s] \\ 
-a: accélération [m.s<​sup>​-2</​sup>​] \\ 
- 
-**En rotation** 
- 
-Σ(C) = JdΩ / dt \\ 
-C: moment [N.m] \\ 
-J: moment d'​inertie [kg.m<​sup>​2</​sup>​] \\ 
-Ω: vitesse angulaire [rad/s] \\ 
- 
-=== Force === 
-Effort qui fait bouger les pièces en translation (comme on le pense normalement 8-) ). Elle se mesure en Newton (N). Exemple: le poids d'un objet de 1 kg est presque égal à 10 N. 
- 
-=== Frottement === 
-[[#Force]] qui s'​oppose au mouvement d'une pièce. Il peut être **sec** (mouvement de translation d'une pièce sur le sol) ou **visqueux** (pièce en mouvement dans un fluide comme l'air) et il est souvent proportionnel à la vitesse. 
- 
-=== Jeu === 
-Mouvements parasites dus à l'​imperfection des liaisons entre pièces. 
- 
-=== Tolérance === 
-Pour une [[#​cotation]],​ intervalle dans lequel la pièce marche encore (par exemple 50<​sub>​-0,​5</​sub><​sup>​+0,​2</​sup>​ indique une cotation qui **doit** être comprise entre 49,5 et 50,2). Elle doit être indiquée sur toute mise en plan (surtout si la pièce doit être usinée). ​ 
- 
-=== Vitesse === 
-Cette grandeur mesure de combien l'​objet a changé de position dans un temps donné. Elle est donc la dérivée de la position. Si l'on ne précise pas, la vitesse est normalement celle de mouvement (celle de rotation de l'​objet sur lui-même étant appelée **vitesse angulaire**). 
- 
-v = d(x,y,z) / dt dans un espace à 3 dimensions [m/s] \\ 
-ω = dθ / dt [rad/s] 
- 
-== Conversion des vitesses angulaires == 
-60 trs/min = 1 trs/s = 2π rad/s 
-  
-==== Composantes de base ==== 
-=== Arbre === 
-Pour faire (très) simple, un cylindre qui sort de la pièce. 
- 
-=== Alésage === 
-Pour faire (très) simple, un trou dans une pièce. ​ 
- 
-=== Circlip === 
-Aussi appelé **anneau élastique**,​ cet élément permet de bloquer en rotation un arbre dans un alésage, si inséré dans une gorge. Des pinces spécifiques permettent de les monter et démonter facilement. 
- 
-{{ :​meca:​initiation:​circlip.jpg | Circlip}} 
- 
-=== Clavette === 
- 
-Élément qui sert à bloquer la rotation entre deux pièces. Elle peut être montée et démontée en translation. ​ 
- 
-{{:​meca:​initiation:​clavettes.jpg | Deux clavettes.}} 
- 
-{{:​meca:​initiation:​clavette_montage.jpg | Schéma de montage d'une clavette.}} 
- 
-=== Clou === 
-Élément pour faire un encastrement (difficilement) démontable entre deux pièces en bois. On les pose avec un marteau. 
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-{{:​meca:​initiation:​clou.jpg | Clou}} 
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-=== Codeuse === 
-Dispositif électrique souvent relié à une roue qui envoie N impulsions quand la roue a fait un tour. Très utile pour déterminer la position d'un engin roulant. 
- 
-=== Collier de serrage === 
-Élément qui permet de serrer deux pièces rondes en serrant une vis. Ce montage est très utilisé pour connecter solidement deux tuyaux (durits dans la voiture, ...) 
- 
-{{:​meca:​initiation:​collier_serrage_vis.gif | Collier de serrage avec vis.}} 
- 
-=== Courroie === 
-Bande flexible, avec souvent des dents sur sa face interne, qui est utilisée pour transmettre un mouvement de rotation en association avec les [[#poulie | poulies]]. 
- 
-{{:​meca:​initiation:​corroie_poulies.jpg | Courroie avec poulies}} 
- 
-=== Coussinet === 
-Élément qui se place entre l'​arbre et l'​alésage pour réduire à la fois les frottements et l'​usure sur les pièces. ​ 
- 
-{{:​meca:​initiation:​coussinet.jpg | Coussinet}} 
- 
-=== Écrou === 
-Élément qui peut tourner à l’extérieur d'une [[#vis]] grâce à une clé à molette. Le montage ainsi défini est un [[#​boulon]]. 
- 
-{{meca:​initiation:​ecrou.jpg | Écrou}} 
- 
-=== Engrenage === 
-Pièces tournantes qu s’imbriquent entre elles. Si un a Z1 dents et l'​autre Z2 dents, alors le premier tourne à une vitesse ω1 = ω2 Z2/Z1. Les formes les plus courantes sont les **droits** (simples à faire) et les **coniques** (adaptés pour transmettre le mouvement entre deux plans différents). 
- 
-{{:​meca:​initiation:​engrenages_droits.jpg | Engrenages droits. }} 
- 
-{{:​meca:​initiation:​engrenages_coniques.jpg | Engrenages coniques. }} 
- 
-=== Glissière === 
-Système pour contraindre une pièce à pouvoir seulement translater dans une direction par rapport à une autre. 
- 
-=== Goupille === 
-Élément qui permet de former une liaison encastrement démontable entre deux pièces percées. 
-  ​ 
-{{:​meca:​initiation:​goupille_beta.jpg | Goupille β.}} 
- 
-{{:​meca:​initiation:​goupille_cylindrique.jpg | Goupille cylindrique.}} 
- 
-=== Moteur === 
-Système qui convertit une source d'​énergie (essence, tension, ressort, ...) en un mouvement de rotation. 
- 
-=== Piston === 
-Système qui fournit un mouvement de translation (à partir d'air comprimé, électricité,​ ...). 
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-=== Poulie === 
-Pièce cylindrique qui permet de transmettre un mouvement de rotation si associée avec des [[#courroie | courroies]]. 
- 
-=== Ressort === 
-Élément élastique qui donne un effort directement proportionnel à sa déformation. Ils peuvent être séparés en **ressorts de compression** (pour lesquels la [[#force]] dépend de sa compression/​dilatation) et en **ressorts de torsion** (pour lesquels c'est le [[#couple]] qui agit). 
-{{:​meca:​initiation:​ressort.jpg | Ressort.}} 
- 
-{{:​meca:​initiation:​ressort_torsion.jpg | Ressort de torsion}} 
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-=== Rondelle === 
-Pièce en forme d'​anneau qui se place entre une tête de vis et la surface à visser. Elle permet de réduire les frottements et l'​usure sur la surface, ainsi que d'​avoir un montage plus solide. 
- 
-{{:​meca:​initiation:​rondelle.jpg | Rondelle. }} 
- 
-=== Roulement à billes === 
-Système pour réduire les [[#​frottements]] d'un [[#arbre]] en rotation à l'​intérieur d'un [[#​alésage]]. 
- 
-{{:​meca:​initiation:​roulement_billes.jpg | Roulement à billes.}} 
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-=== Vis === 
-Élément pour réaliser une liaison encastrement démontable entre deux pièces. On insère une tige filetée dans un trou au profil adapté (avec un [[#​taraud]]) soit avec un tournevis, soit avec une clé à molette. 
-{{meca:​initiation:​vis_bois.jpg | Vis pour des pièces en bois.}} 
- 
-{{meca:​initiation:​types_tetes_vis.png | Différents types de têtes de vis. Les plus utilisées sont celles droites (a), celles à étoiles (b) et celles hexagonales (e), qui requièrent des clés Allen spécifiques.}} 
- 
-{{:​meca:​initiation:​vis_chc_.jpg | Vis CHC (cylindrique hexagonale creuse).}} 
- 
-{{:​meca:​initiation:​vis_h_.jpg?​ | Vis H (hexagonale).}} 
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-==== Outils ==== 
-=== CNC === 
-Voir [[meca:cnc |la page dédiée]]. 
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-=== Décapeur thermique === 
-Appelé aussi **heat gun** (pistolet à chaleur), c'est un sèche-cheveux surdimensionné qui peut souffler de l'air à plusieurs centaines de degrés °C (évitez donc de le pointer vers un être vivant). Utilisé pour chauffer des objets (pour détacher leur peinture, faire rétracter des gaines thermo-rétractables,​ <​del>​cuisiner des chamallows </​del>,​ ..) 
- 
-{{ :​initiations:​decapeur_thermique.jpg | Décapeur thermique.}} 
- 
-=== Étau === 
-Outil utile pour immobiliser une pièce. Cela permet de la travailler plus précisément et plus surement, notamment avec la [[#​perceuse]] et la [[#scie]]. 
- 
-{{ :​initiations:​etau.jpg | Étau à fixer à une table.}} 
- 
-=== Imprimante 3D === 
-Voir [[meca:​imprimante_3d:​start |la page dédiée]]. 
- 
-=== Lime à métaux=== 
-Longue bande en acier traité utilisée pour limer les objets (pour lisser leurs parois). Pour faire court, c'est une lime à ongles XXL à ne pas utiliser sur les ongles. 
- 
-{{ :​initiations:​limes.jpg | Différents types de limes.}} 
- 
-=== Perceuse === 
-Outil pour percer des trous dans les objets. La dimension du trou dépend du foret utilisé, qui dépend lui-même du matériau à trouer. Il y en a de portables et de fixes (perceuses à colonne). 
- 
-**ATTENTION:​** si vous voulez percer certains matériaux, n'​oubliez surtout pas de lubrifier le foret avec de l'​huile! 
- 
-{{ :​initiations:​perceuse_portative.jpg | Perceuse portative.}} 
- 
-{{ :​initiations:​perceuse_colonne.jpg | Perceuse à colonne.}} 
- 
-{{ :​initiations:​forets.jpg | Forets pour perceuse.}} 
- 
-=== Pied à coulisse === 
-Instrument utilisé pour mesurer une longueur. 
- 
-{{:​meca:​initiation:​pied_coulisse.jpg | Mesure d'une dimension avec un pied à coulisse.}} 
- 
-=== Pince === 
- 
-=== Pistocolle === 
-Appelé plus formellement **pistolet à colle chaude**, il chauffe des bâtonnets de colle pour la faire fondre et l'​appliquer ensuite sur les pièces à coller. 
- 
-{{:​meca:​initiation:​pistocolle.jpg | Pistocolle}} 
- 
-=== Scie === 
-Outil pour découper des plaques, composé d'une poignée et d'une longue bande de matériau dont le profil rappelle les 'dents de scie" en mathématiques. Il y en a différents types, selon le matériau à couper (acier, plastique, bois, ...). 
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-{{ :​initiations:​scie_bois.jpg | Scie à bois.}} 
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-{{ :​initiations:​scie_metaux.jpg?​400 | Scie à métaux.}} 
- 
-=== Tournevis === 
- 
-==== Tableau des liaisons ==== 
-Toute liaison entre deux pièces peut être modélisée par l'une de ces liaisons idéales (sans frottement):​ 
- 
-^ Nom de la liaison ^ Degrés de liberté ^ Translation ^^^ Rotation ^^^ 
-^ ::: ^ ::: ^ Axe X ^ Axe Y ^ Axe Z ^ Axe X ^ Axe Y ^ Axe Z ^ 
-| Encastrement | 0 |  |  |  |  |  |  | 
-| Glissière sur l'axe Y | 1 | | X | | | | | 
-| Pivot sur l'axe Z | 1 | |  | | | | X | 
-| Hélicoïdale d'axe X | 1 ((La liaison hélicoïdale peut à la fois translater et tourner sur son axe, mais le déplacement et la rotation sont proportionnels,​ ce qui impose un seul degré de liberté))| X |  | | X | |  |  
-| Pivot glissant d'axe Y | 2 | | X | | |X | | 
-| Rotule à doigt avec l'axe Y bloqué | 2 | |  | | X | | X | 
-| Planaire sur le plan xOz | 3 | X |  | X | | X | | 
-| Rotule | 3 | |  | | X | X | X | 
-| Linéaire rectiligne d'axe X et normale Y | 4 | X |  | X |   | X | X | 
-| Annulaire d'axe Z | 4 | |  | X | X | X | X | 
-| Ponctuelle d'axe X | 5 | | X | X | X | X | X | 
-| Pas de liaison | 6 | X | X | X | X | X | X | 
- 
-