Transformer le mouvement
Ce sont des systèmes qui changent la nature même du mouvement. Nous n'étudierons que les mouvements de rotation ou de translation rectiligne.
Les systèmes étudiés ici sont les plus courants, mais la liste est loin d'être exhaustive.
Système pignon/crémaillère
La nature des puissances d'entrée et de sortie reste identique : de la puissance mécanique. En revanche, le mouvement est modifié : la rotation du pignon entraîne la translation de la crémaillère et réciproquement.
Transformation | Rotation continue \(\leftrightarrow\) translation continue |
|---|---|
Caractéristique | Rayon primitif du pignon |
Réversibilité | Oui |
Applications | Portes de TGV, portail du lycée, directions de voiture, etc. |
Système vis/écrou
La rotation de la vis doit entraîner l'écrou en translation. L'inverse est généralement impossible (système irréversible), sauf pour des valeurs particulières de l'angle d'hélice ou lorsqu'on intercale des billes entre la vis et l'écrou (les frottements sont alors fortement diminués).
Le pas peut être définit comme l'avance relative obtenue pour un tour de vis ou comme étant la distance entre deux sommets consécutifs d'un même filet.
Transformation | Rotation continue \(\leftrightarrow\) translation continue |
|---|---|
Caractéristiques | Pas de la vis, sens de l'hélice. |
Réversibilité | Dépend des frottements dans la liaison. Souvent irréversible lorsqu'il n'y a pas interposition d'éléments roulants limitant le frottement. |
Applications | Vérins électriques, chariots de machines outils, pilote automatique, élévateurs, etc. |
Système à came
Les systèmes à came transforment un mouvement de rotation continue en un mouvement de translation rectiligne alternative.
Le contact entre la came et le coulisseau peut être un point ou une ligne courte. Afin de réduire fortement les frottements entre la came et le coulisseau, on peut utiliser un galet au bout du coulisseau.
Le profil de came est la courbe le long de laquelle le coulisseau appuie. C'est elle qui définit le déplacement du coulisseau selon la position angulaire de la came.
Transformation | Rotation continue \(\rightarrow\) translation alternative |
|---|---|
Caractéristique | Profil de la came |
Réversibilité | Non (une traction sur le coulisseau ne peut pas entraîner la came) |
Applications | Pompes et moteurs hydrauliques, systèmes d'indexation, arbres à cames de moteur à explosion, etc. |
Système bielle/manivelle
Le système bielle / manivelle (ou vilebrequin) permet de transformer une rotation continue en une translation rectiligne alternative. On l'utilise ainsi par exemple dans les compresseurs.
La transformation de la translation rectiligne alternative en rotation continue est également possible à condition de parvenir à franchir les positions de points morts (bielle et manivelle alignées). Cette condition justifie l'utilisation de démarreur pour les moteurs thermiques et de masses d'équilibrage qui facilitent le franchissement des points morts une fois le système lancé, grâce à l'inertie en rotation de la manivelle.
Transformation | Rotation continue \(\leftrightarrow\) translation alternative |
|---|---|
Caractéristiques | Excentrique de la manivelle \(e = OA\), longueur de la bielle \(L = AB\) |
Réversibilité | Oui (à condition de pouvoir franchir les positions de points morts) |
Applications | Moteurs thermiques, compresseurs, certaines pompes et moteurs hydrauliques, etc. |
Système à croix de Malte
Ce système est utilisé pour des applications de transfert et permet de transformer une rotation continue en rotation discontinue.
Il permet donc de faire tourner un moteur de manière continue afin de produire un mouvement de rotation discontinue en limitant le nombre de phases de démarrage/arrêt du moteur qui sont un des facteurs d'usure des moteurs.
Transformation | Rotation continue → Rotation intermittente |
|---|---|
Caractéristiques | Entraxe \(L = OB\), longueur du maneton \(R = OA\) |
Réversibilité | Jamais |
Applications | Plateaux indexeurs, compteurs mécaniques (kilométrage automobile, consommation d'eau ou gaz, etc.) |