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RÉSUMÉ
Cet article, le premier d’une série de 3, est consacré à l’étude des principes et des concepts de bases qui permettent de conduire les calculs de dimensionnement d’un amplificateur mécanique passif. Il décrit en détail l’établissement de l’équation de liaison, du gain en vitesse et du gain en effort qui constitue en quelque sorte la réponse stationnaire. Si l’étude est générale elle est appliquée en parallèle et en détail à un exemple fondamental. Ces éléments de base étant établis deux chapitres importants sont consacrés l’un à la réponse dynamique et à la stabilité du système l’autre au traitement du frottement dans les articulations.
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Jean-Pierre BROSSARD : Professeur de mécanique - Institut national de sciences appliquées, Lyon, France
INTRODUCTION
Les multiplicateurs d'actions mécaniques ou amplificateurs passifs sont des mécanismes destinés à obtenir des actions mécaniques importantes à partir d'actions mécaniques facilement disponibles, en général humaines. Ils permettent d'amplifier les forces ou les couples. Leur usage est universel et leur histoire se confond avec celle de l'humanité.
Notons qu'il ne faut pas confondre les multiplicateurs d'effort avec de véritables amplificateurs mécaniques actifs qui sont des servomécanismes. Ces derniers ont donné lieu aux servofreins mécaniques largement utilisés dans l'industrie automobile avant la Seconde Guerre mondiale (Hallot, Renault, Hispano-Suiza). Dans les servomécanismes, il y a apport extérieur d'énergie et l'on distingue la partie commande de la partie actionnement, l'effort humain se limitant pratiquement à la commande. Dans tout ce qui suit il ne sera question que de mécanismes multiplicateurs ou amplificateurs passifs.
Cet article est le premier d'une série de trois articles. Nous passerons en revue un certain nombre d'exemples familiers puis nous étudierons en détail un amplificateur type en dégageant les principes fondamentaux comme le gain en effort ou le gain en vitesse.
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1. Étude détaillée de quelques amplificateurs
Parmi les plus simples et les plus utilisés des amplificateurs, on trouve les leviers et les couples d'engrenage. Ces deux dispositifs vont nous servir au cours de cette introduction à définir des concepts fondamentaux qui s'appliquent à tous les systèmes multiplicateurs d'actions mécaniques quelle que soit leur complexité.
1.1 Levier
C'est le plus ancien des dispositifs, il est représenté sur la figure 1.
Le levier S 1 est une barre rigide AB articulée en O au solide S 0 par une articulation rotoïde d'axe
. Le mouvement de S 1 par rapport à S 0 est repéré par
. À ce solide S 1 on applique des actions mécaniques représentées par les vecteurs
aux points A et B. Ici
se lit comme action de l'extérieur sur le solide S 1 . Ces vecteurs sont orthogonaux à AB. Sur la figure 1 on a également...
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Étude détaillée de quelques amplificateurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BROSSARD (J.P) - Dynamique du véhicule. - PPUR (2006).
-
(2) - BRICARD (R.) - Cinématique théorique. Cinématique appliquée. - Gauthier Villars (1927).
-
(3) - PAUL (B.) - Kinematics and dynamics of planar machinery. - Prentice-Hall (1979).
-
(4) - ARTOBOLESKI (I.) - Les mécanismes dans la technique moderne. - MIR (1975).
-
(5) - ARTOBOLESKI (I.) - Théorie des mécanismes et des machines. - MIR (1977).
-
(6) - REULEAUX (F.) - Cinématique. - Savy (1977).
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(7) - MABIE...
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