Cours Construction Mécanique 1

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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA
UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA
FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES
FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES
DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE
DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE

Cours Construction Mécanique 1
Cours Construction Mécanique 1
Cours Construction Mécanique 1

Licence Académique

Génie Mécanique

Spécialité: Construction Mécanique
Spécialité: Construction Mécanique

Dr: AMEUR Toufik

2016-2017

Programme détaillé

Licence Académique

Génie Mécanique

Spécialité: Construction Mécanique

Matière: Construction Mécanique 1

Semestre: 5

Unité d’enseignement: UEF 3.1.1

Volume horaire par semaine:

Crédits: 4

Coefficient: 2

Mode d’évaluation:

cours: 1h30

TD: 1h30

TP: 0h

Contrôle continu: 40%

Examen: 60%

Objectifs de l’enseignement:

Fournir aux étudiants une formation scientifique et technologique dans le domaine de la

construction mécanique et cela par la connaissance des éléments et pièces de machines

standards, utilisés dans la construction des structures mécaniques, des mécanismes et

des machine, leur normalisation, la transmission mécanique de puissance.

Connaissances préalables recommandées:

Dessin Industriel, R.D.M., procédés de la fabrication mécanique.

Contenu de la matière :

Chapitre 1. Introduction

Généralité (la Construction mécanique, Etude de la conception, Coefficient de sécurité,

Normes, Economie, Fiabilité).

Chapitre 2. Les assemblages filetés

Vis, Boulons, goujons, calcul de résistance (Cisaillement, matage, flexion, serrage d’un

système hyperstatique

Construction mécanique 1

i

Programme détaillé

Chapitre 3. Assemblages non démontables

Rivetage (différents types de rivets et rivures, calcul de dimensionnement etc..)

Soudage (Différents types de soudures, Calcul des soudures : en bout, à clin, à couvre

joint, cylindrique, charge dynamique etc..)

Chapitre 4. Assemblage des pièces par montage a force

Introduction, Avantages, Inconvénients, calcul de résistance (charge axiale, moment de

Montage par échauffement du moyeu, Montage par refroidissement de l’arbre, calcul de

torsion).

l’ajustement.

Chapitre 5. Eléments d’obstacles

Clavettes, Cannelures et ressorts (calcul de dimensionnement et de résistance)

Construction mécanique 1

ii

Table des matières

Table des Matières

Chapitre 1: Introduction à la construction mécanique

1. Conception ………………………………………………………………………………………………………….. 1
1.1.
Fonctions mécaniques élémentaires …………………………………………………………………. 1
Choix d’une solution technologique ………………………………………………………………….. 2
1.2.
2. Normalisation ………………………………………………………………………………………………………. 3
2.1. Norme …………………………………………………………………………………………………………… 4
2.2. Différents types de normes ……………………………………………………………………………… 5
2.3. Organismes internationales de normalisation ……………………………………………………. 5
2.4.
Elaboration d’une norme …………………………………………………………………………………. 6
3. Sécurité ……………………………………………………………………………………………………………… 6
3.1.
Facteur de sécurité …………………………………………………………………………………………. 7
3.2. Détermination d’un coefficient de sécurité ………………………………………………………… 8

Chapitre 2: Assemblage par éléments filetés

1. Généralités ………………………………………………………………………………………………………….. 9
Rappels sur l’hélice ……………………………………………………………………………………….. 10
1.1.
1.2. Différents profils des filets …………………………………………………………………………….. 10
2. Organes de liaison filetés ……………………………………………………………………………………. 11
Les vis …………………………………………………………………………………………………………. 11
2.1.
Les écrous ……………………………………………………………………………………………………. 13
2.2.
Les boulons ………………………………………………………………………………………………….. 14
2.3.
Les goujons ………………………………………………………………………………………………….. 14
2.4.
Freinage des éléments filetés …………………………………………………………………………. 15
2.5.
3. Calcul des éléments filetés ………………………………………………………………………………….. 15
3.1. Dimensionnement des éléments filetés …………………………………………………………… 16
Serrage et desserrage ……………………………………………………………………………………. 18
3.2.

Chapitre 3: Assemblage par obstacles

1. Goupilles ……………………………………………………………………………………………………………. 22
Classification des goupilles …………………………………………………………………………….. 22
1.1.
Calcul des goupilles ………………………………………………………………………………………. 24
1.2.
2. Clavètes …………………………………………………………………………………………………………….. 25
Classification du clavetage …………………………………………………………………………….. 25
2.1.
Calcul des clavettes parallèles ………………………………………………………………………… 29
2.2.
3. Segments d’arrêt ………………………………………………………………………………………………… 30
Classification des segments d’arrêt …………………………………………………………………. 30
3.1.
3.2.
Calcul des segments standards ……………………………………………………………………….. 32
4. Cannelures et dentelures …………………………………………………………………………………….. 34
Classification des assemblages à dentelures ou cannelures ……………………………….. 34
4.1.

Construction mécanique 1

iii

Table des matières

4.2.

Calcul des cannelures à flancs parallèles ………………………………………………………….. 36

Chapitre 4: Assemblage par adhérence

1. Assemblage par emmanchement conique ……………………………………………………………… 39
1.1.
Caractéristiques d’un assemblage conique ………………………………………………………. 39
Calcul des efforts de coincement ……………………………………………………………………. 40
1.2.
1.3.
Calcul du moment transmissible …………………………………………………………………….. 41
2. Assemblage par douilles coniques fendues …………………………………………………………… 41
Calcul de l’effort de serrage …………………………………………………………………………… 42
2.1.
2.2.
Calcul du moment transmissible …………………………………………………………………….. 42
3. Assemblage par pincement …………………………………………………………………………………. 43
Calcul d’effort axial ……………………………………………………………………………………….. 43
3.1.
3.2.
Calcul du moment transmissible …………………………………………………………………….. 44

Chapitre 5: Assemblages non démontables

1. Assemblage par frettage …………………………………………………………………………………….. 45
Procédé de frettage ………………………………………………………………………………………. 45
1.1.
Calcul des températures d’échauffement et (ou) de refroidissement ………………….. 46
1.2.
Calcul de la pression de contact ……………………………………………………………………… 46
1.3.
Calcul du moment transmissible …………………………………………………………………….. 47
1.4.
2. Assemblage par rivetage …………………………………………………………………………………….. 47
Classification des rivets …………………………………………………………………………………. 48
2.1.
2.2.
Calcul des rivets ……………………………………………………………………………………………. 48
3. Assemblage par soudage …………………………………………………………………………………….. 49
Soudabilité …………………………………………………………………………………………………… 50
3.1.
Procédés de soudage …………………………………………………………………………………….. 50
3.2.
Calcul des joints de soudure …………………………………………………………………………… 51
3.3.

Bibliographie

Références Bibliographiques …………………………………………………………………………………….. 53

Construction mécanique 1

iv

Chapitre 1:
Introduction à la construction
mécanique

Chapitre 1

Introduction à la construction mécanique

Chapitre 1: Introduction à la construction mécanique

La construction mécanique est une science appliquée orientée vers la résolution des

problèmes de conception dans une variété de domaines industriels: agricole, forage,

automobile, précision,…etc. Les technologies de construction se limitent à l’étude des objets

techniques et de leurs fonctionnement. En effet, chaque objet technique se définit par son

ou ses rôles dans un ensemble dont ils sont, souvent, garantis par les spécifications de sa

Les deux préoccupations essentielles des constructeurs sont d’obtenir pour les mécanismes

propre structure.

1. Conception

qu’ils étudient:

– Un fonctionnement correcte et sûr,

– Un coût de production minimal.

La réalisation de ces objectifs est basée d’abord sur le choix optimisé des matériaux utilisés

et les modes de fabrication. Ainsi, l’adoption d’une solution constructive dans le domaine

des fonctions mécaniques élémentaires joue un rôle primordial dans le bon fonctionnement

des mécanismes. Elle doit être basé sur une démarche logique et méthodologique

impliquant toutes les notions de la mécanique telles que: la statique, la cinématique, la

dynamique, la thermodynamique, la résistance ou la fatigue.

1.1.

Fonctions mécaniques élémentaires

La fonction mécanique élémentaire fondamentale est la fonction liaison. Cette fonction est

génératrice pour toutes les autres fonctions mécaniques élémentaires. Lorsque deux

ensembles mécaniques restent, sous l’effet des actions externes, en contact par certaines de

leurs surfaces, on dit qu’ils sont en état physique de liaison. Une telle liaison peut transforme

ou transmettre un mouvement, guider ou positionner un ensemble ou articuler un système.

Construction mécanique 1

1

Introduction à la construction mécanique

Chapitre 1

a. Mise en position

mécanisme.

b. Guidage

On trouve d’autres fonctions mécaniques supplémentaires telle que:

Si l’une des pièces d’un mécanisme est prise comme référence, la fonction mise en position

s’intéresse à la détermination rigoureuse de la position relative des autres pièces du

Selon le nombre de degrés de liberté supprimés, on obtiendra un positionnement complet

(aucun degré n’est possible) ou partiel (un ou plusieurs degrés sont possible).

Cette fonction consiste à la détermination et le contrôle de la trajectoire d’une pièce mobile

dans l’ensemble. Cependant, les degrés de liberté possibles sont responsables d’assurer le

mouvement requis. S’il s’agit d’un mouvement de translation, on parle d’un guidage en

translation sinon le guidage est en rotation.

c. Lubrification

Le frottement des pièces en mouvement relatif peut produire des dégagements thermiques

qui conditionnent les caractéristiques mécaniques des matériaux utilisés et ainsi leurs

résistance. Aussi, la pression de contact lors d’un mouvement donne naissance au

phénomène d’usure qui modifie la forme géométrique des pièces et ainsi la trajectoire de

mouvement. La fonction lubrification assure la lute à ces phénomènes par l’interposition

d’un fluide entre les surfaces de contacte des pièces en mouvement. Ce fluide a pour but de

refroidir le mécanisme et de diminuer l’usure des pièces.

d. Etanchéité

Le bon fonctionnement d’un mécanisme peut être affecté par la pénétrations des éléments

étrangers ou la fuite des fluides de lubrification. la fonction étanchéité se base sur la

protection du mécanisme par l’interdiction ou le contrôle des fuites.

1.2.

Choix d’une solution technologique

La conception d’un mécanisme c’est l’innovation d’un schémas de fonctionnement assurant

l’accomplissement des tâches entendues de ce mécanisme. la réalisation de ce schéma

nécessite le choix des technologies disponibles qui aboutissent à un ensemble d’organes

fonctionnant d’une manière à assurer les fonctions mécaniques élémentaires comprises

Construction mécanique 1

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