Fiche de Révision : Les Assemblages Mécaniques

Introduction

Les assemblages mécaniques sont une composante essentielle en génie mécanique et en conception industrielle. Ils permettent de relier deux ou plusieurs pièces afin de transmettre des efforts mécaniques, assurer la cohésion d’un ensemble, faciliter la maintenance ou encore permettre l’assemblage/démontage. La qualité et la pertinence d’un assemblage influencent directement la fiabilité, la durabilité et la performance d’un système mécanique.

1. Définition et Rôle des Assemblages Mécaniques

Un assemblage mécanique est un procédé qui consiste à joindre plusieurs pièces de manière temporaire ou permanente, sans modifier la forme des pièces. L’objectif est de transmettre des efforts (traction, compression, torsion), de garantir l’étanchéité ou de permettre le démontage.

Rôles principaux :

• Transmission des efforts : transfert de forces et couples entre pièces.
• Maintien en position : prévenir le déplacement relatif des pièces.
• Facilité de montage/démontage : pour maintenance ou réparation.
• Répartition des contraintes : éviter la concentration des efforts.

2. Classification des Assemblages Mécaniques

On peut classer les assemblages mécaniques selon différents critères : nature du lien, mode de fixation, démontabilité, etc.

2.1. Assemblages par nature du lien

• Assemblages permanents : les pièces ne peuvent pas être séparées sans destruction.
• Assemblages démontables : les pièces peuvent être séparées sans dommage.

2.2. Assemblages par mode de fixation

2.3. Assemblages par démontabilité

• Démontables : vis, boulons, écrous, clavettes, goupilles.
• Non démontables : rivets, soudure, collage.

3. Principaux Types d’Assemblages Mécaniques

3.1. Assemblages par ajustement

Les pièces sont assemblées par un jeu contrôlé ou un serrage.

• Ajustement serré (interférence) : les pièces sont légèrement plus grandes que l’alésage, assurant une liaison solide par force de frottement.
• Ajustement avec jeu : permet un mouvement relatif (ex : arbre dans palier).

Exemple : un arbre emmanché dans un moyeu avec un ajustement serré.

3.2. Assemblages par éléments de fixation

Ces assemblages utilisent des pièces intermédiaires pour relier les pièces :

• Vis et boulons : assemblage démontable très courant.
• Rivets : assemblage permanent par déformation plastique.
• Goupilles : assurent la position ou la sécurité.
• Clavettes : transmettent le couple entre arbre et roue.

Vis et boulons

• Transmission par filetage.
• Le serrage crée une force de précontrainte.
• La résistance dépend de la qualité du filetage et du couple appliqué.

Rivets

• Assemblage permanent.
• Utilisé souvent dans l’aéronautique ou la construction métallique.
• La pose implique l’écrasement de la tête pour créer la liaison.

3.3. Assemblages par collage et soudage

• Collage : assemblage par adhésion chimique, souvent sur des surfaces propres et planes.
• Soudage : fusion locale des matériaux, créant un assemblage permanent et très résistant.

4. Moyens d’Assemblages Démontables

Les éléments suivants permettent d’assurer un assemblage démontable, facilitant le montage, démontage ou réparation. Voici les principaux :

4.1. Éléments filetés (Vis, boulons, écrous)

• Fonction : fixation par filetage, permet un serrage précis.
• Exemple : assemblage d’une machine-outil avec des boulons.

4.2. Freinages (embrayages, dispositifs de blocage)

• Fonction : empêcher le mouvement ou le desserrage.
• Exemple : boulons à tête autobloquante, rondelles frein.

4.3. Obstacles ou bloqueurs (goupilles)

• Fonction : verrouiller une pièce dans sa position.
• Exemple : goupilles de sécurité, goupilles founisseur une liaison démontable résistante.

4.4. Goupilles

• Types : goupilles rondes, cylindriques, coniques.
• Fonction : maintien ou guidage.
• Exemple : goupille de sécurité pour verrouillage.

4.5. Anneaux élastiques (circlips)

• Fonction : maintien radial dans une rainure.
• Exemple : circlips dans un arbre pour retenir un roulement.

4.6. Dentelures et cannelures

• Fonction : transmission du couple par interlocking.
• Exemple : dentelures sur un arbre et un roulement, cannelures pour séparer et assembler.

4.7. Clavettes

• Fonction : transmettre le couple entre arbre et pièce solidaire.
• Exemple : clavette insérée dans une rainure pour fixer une roue ou un pignon.

Schéma explicatif pour clavettes :

[Diagramme]

4.8. Autres moyens : cannelures, rainures, anneaux élastiques

Exemples et schéma de clavette :

[Diagramme]

5. Exemples de Moyens D’Assemblages Démontables

5.1. Clavette

• Fonction : transmettre un couple dans un arbre.
• Types : clé plate, clé croisée, clé à oreilles.
• Exemple : roue fixée par clavette.

5.2. Goupille

• Fonction : maintien ou sécurité, souvent enfoncée dans une rainure.
• Exemple : goupille de sécurité pour écrous.

5.3. Anneaux élastiques (circlips)

• Fonction : maintien radial dans la rainure.
• Exemple : maintien d’un roulement sur un arbre.

5.4. Boucles, anneaux ou écrous autobloquants

• Fonction : empêcher le desserrage.
• Exemple : écrou hexagonal avec rondelle frein.

6. Exemple illustratif : Assemblage par clavette (schéma)

[Diagramme]

7. Synthèse

Les moyens d’assemblages démontables permettent de maintenir, ajuster ou démonté rapidement les composants. Parmi les principaux : éléments filetés (vis, boulons), clavettes, goupilles, anneaux élastiques, dentelures, cannelures. Leur choix dépend des efforts transmis, de la facilité de maintenance, des contraintes d’utilisation et des conditions de service.

8. Conclusion

Les assemblages mécaniques constituent un élément clé en conception mécanique, car ils conditionnent la solidité, la fiabilité et la maintenance des ensembles. Une bonne compréhension des types d’assemblages, de leurs avantages, inconvénients et critères de choix est essentielle pour tout ingénieur ou technicien. Le dimensionnement précis des assemblages garantit la sécurité et la durabilité des systèmes.

Citation importante :
"Un assemblage mécanique bien choisi et correctement dimensionné est la clé d’un système fiable et durable."

Références utiles

• Mécanique des matériaux, Beer et Johnston
• Technologie mécanique, Dunod
• Normes ISO sur les assemblages vissés (ISO 898, ISO 4014, etc.)

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