Chapitre 1
MODELISATION DES LIAISONS MECANIQUES
1. Introduction
Deux pièces sont dites «en liaison» si elles restent en contact permanent par l’intermédiaire de surfaces au cours de la mise en œuvre d’un mécanisme. La nature du contact peut être diverse (ponctuelle, linéique, surfacique) dans la mesure où l'on suppose que les solides sont géométriquement parfaits et indéformables. Les liaisons mécaniques entre les solides sont normalisées à la fois dans leurs désignations et leurs schématisations. Elles sont utilisées lors de l’étude d’un système mécanique: ensemble de pièces mécaniques reliées entre elles par des liaisons en vue de réaliser une fonction déterminée.
2. Notions de degrés de libertés et degrés de liaison
2.1. Degrés de libertés
La liaison entre deux solides se traduit donc par une relation de contact qui autorise quelques uns des six mouvements possibles pour un solide libre dans l’espace Les six degrés de libertés possibles entre deux solides (il ne peut y en avoir plus) sont trois rotations autour des axes perpendiculaires (X, Y et Z) et trois translations suivants ces mêmes directions.
A ces mouvements relatifs indépendants correspondent les degrés de liberté ou de mobilité de la liaison :
- Si le nombre de degrés de liberté est supérieur à 0, on qualifie la liaison de « partielle», alors qu'on la déclare « complète » s'il n'y a aucun degré de liberté.
2.2. Degrés de liaisons
Une liaison élémentaire entre deux solides S1 et S2 est obtenue à partir du contact d'une surface géométrique élémentaire liée à S1 sur une surface géométrique élémentaire liée à S2. Les surfaces géométriques élémentaires sont le plan, le cylindre et la sphère.
Le tableau 1 donne les différentes combinaisons de contact :
À un degré de liberté correspond la possibilité d’un mouvement de rotation ou de translation entre deux solides.
Un solide qui n’a aucune liaison possède six degrés de libertés :
Trois degrés de liberté en translation
Trois degrés de liberté en rotation