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Les schémas cinématiques

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Objectif

Savoir lire et compléter un schéma cinématique.

Points clés
  • Le schéma cinématique permet de donner une représentation simplifiée d’un mécanisme à l’aide de symboles.
  • Pour établir le schéma cinématique associé à un dessin d’ensemble, il faut :
    • identifier les classes d’équivalence ;
    • identifier la liaison entre chaque classe d’équivalence ;
    • établir le graphe de liaisons ;
    • établir le schéma cinématique.
Pour bien comprendre

Les liaisons mécaniques

1. Les objectifs de la modélisation cinématique des mécanismes

Les systèmes peuvent être constitués de une à plusieurs milliers de pièces, appelées solides. Ces solides sont liés les uns aux autres pour transmettre des efforts ou des mouvements.

La cinématique permet d’étudier les mouvements relatifs entre les solides.

Le schéma cinématique permet de donner une représentation simplifiée d’un mécanisme à l’aide de symboles afin de faciliter :
  • l’analyse de son fonctionnement et de son l’architecture ;
  • l’étude des différents mouvements.
Remarques
  • Les pièces dont la fonction est de se déformer ne sont pas prises en compte dans les schémas cinématiques.
  • Un schéma cinématique ne prend pas en compte la façon dont le système est réalisé. Il permet de mettre en évidence les mouvements entre les différentes classes d’équivalence cinématique.
Une classe d’équivalence cinématique (ou groupe de pièces) est un ensemble de pièces en contact n’ayant pas de mouvement relatif.
2. La démarche de réalisation d'un schéma cinématique
Le dessin d’ensemble montre l’image en coupe d’une machine avec ses pièces assemblées.

Il faut appliquer la démarche suivante pour réaliser le schéma cinématique associé à un dessin d’ensemble.

Étape 1 - Repérer les classes d’équivalence cinématiques.

Identifier sur les dessin d’ensemble les pièces appartenant aux différentes classes d'équivalence cinématique (ou groupes de pièces).

Les colorier sur le dessin d’ensemble.


Dessin d’ensemble
Étape 2 - Identifier les liaisons entre les classes d’équivalence.

Une liaison mécanique se situe au niveau de chaque contact entre les classes d’équivalence cinématique.

Il faut donc identifier les surfaces de contact entre les différentes classes d’équivalence cinématique, puis en déduire les liaisons entre elles.

Remarque
Pour déterminer les liaisons entre les différentes classes d’équivalence cinématique, il faut déterminer la nature du ou des contacts entre elles et déterminer les degrés de liberté entre ces classes d’équivalence.
Étape 3 - Tracer le graphe des liaisons.
Un graphe des liaisons permet de représenter graphiquement les liens entre les différentes classes d’équivalence cinématique.

Les classes d’équivalence sont représentées par des cercles (sommets).

Les liaisons (ou contacts) entre les classes sont représentées par des arcs.

Pour tracer le graphe des liaisons, il faut appliquer la méthode suivante.

Méthode
  1. Placer chaque classe d’équivalence dans un cercle.
  2. Relier les classes d’équivalence qui sont en contact par un arc.
  3. Indiquer la liaison (centre et axe) qui correspond à chaque arc.

Graphe des liaisons d’un mécanisme
Étape 4 - Tracer le schéma cinématique.

Pour tracer le schéma cinématique, il faut s’aider du graphe des liaisons en appliquant la méthode suivante.

Méthode
  1. Tracer le repère de référence.
  2. Tracer les liaisons en les orientant convenablement par rapport au repère.
  3. Finaliser le schéma en reliant les liaisons lorsque nécessaire.

Schéma cinématique

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