Assemblage de la bielle avec ses coussinets

Ouvrir au moins les 3 fichiers de pièces concernées par l'assemblage à créer.
Faire un Nouveau Fichier de type Assemblage.

Insérer la bielle en la choisissant dans la liste de gauche. Placer la pièce en mettant en coïncidence son origine avec celle de l'assemblage. Enregistrer ce fichier assemblage.

Faire Fenêtre Mosaïque horizontale, pour afficher simultanément le fichier assemblage et les fichiers pièces des coussinets. Le fichier de la pièce BIELLE peut être fermé.

Sélectionner chaque coussinet par son nom inscrit en haut de l'arbre de création et faire glisser la pièce pour la déposer dans le fichier assemblage contenant déjà la bielle.

Le fichier assemblage contient alors 3 pièces :

- la bielle qui est "fixée" (un f est présent à gauche du nom de la pièce dans l'arbre de création Feature Manager)

- le coussinet bielle-piston

- le coussinet bielle-vilebrequin

L'icône en forme de TROMBONE va permettre de définir les contraintes d'assemblage en éliminant petit à petit les degrés de liberté entre les pièces.

On définit par exemple en 1er une contrainte de coaxialité entre 2 surfaces cylindriques :

- alésage de la bielle

- surface extérieure du coussinet

Ensuite, on arrête axialement le coussinet dans la bielle avec une contrainte de coïncidence entre 2 surfaces planes. Remarque : on aurait pu aussi sélectionner le plan FACE de chaque pièce car elles ont toutes les deux été construites avec une extrusion par plan milieu de part et d'autre du plan FACE.

On recommence l'opération avec le deuxième coussinet et on obtient ainsi un assemblage de 2 pièces, le groupe cinématique BIELLE (constitué de la bielle et de ses 2 coussinets).

Remarque : il y a toujours (f) inscrit à côté de la bielle qui signifie qu'elle est fixée dans le fichier assemblage mais on voit écrit (-) à côté de chaque coussinet. Cela veut dire qu'ils ont encore des degrés de liberté. Ils peuvent bouger. C'est normal, il subsiste un degré de liberté en rotation. Chaque coussinet peut tourner autour de son axe. Cette rotation n'a pas été supprimée car elle est sans incidence sur l'assemblage voulu. Il n'y a pas de position angulaire privilégiée. Si on le souhaite, il suffit de rajouter une contrainte de coïncidence ou au minimum de parallélisme entre deux plans pour bloquer la rotation des coussinets dans la bielle.

Création des pièces : bielle et coussinets

Pour dessiner la bielle, j'ai commencé par une esquisse dessinée dans le plan FACE.

L'origine est placée au centre de l'alésage côté piston.

L'axe longitudinal de la bielle est réalisé avec une ligne de construction horizontale.

Les arcs de cercles aux extrémités sont parfaitement tangents aux côtés rectilignes.

(Ces relations géométriques apparaissent sous forme de symbole).

La première fonction est une extrusion, réalisée symétriquement de part et d'autre du plan face (extrusion par plan milieu). Ceci est préférable compte tenu des plans de symétrie géométriques de la pièce et pour faciliter sa mise en place ultérieure dans l'assemblage, indépendamment de son épaisseur.

On réalise ensuite la poche (ou "creux" ou "évidement") par une esquisse tracée sur une des faces latérales. On utilise l'outil de décalage des entités.

La fonction est un enlèvement de matière par extrusion. Au lieu de choisir une profondeur fixe, on a choisi de creuser jusqu'à une certaine distance du plan milieu de la pièce (plan de face).

Pour terminer la pièce, il suffit de répéter cet enlèvement de matière par une fonction de symétrie. Ceci est facilité par le choix de départ de la position du plan face comme plan milieu de la pièce.

Les coussinets sont des pièces réalisées simplement par une fonction d'extrusion à partir d'une esquisse dans le plan, constitué de deux cercles concentriques, centrés sur l'origine.

Le message suivant vous montrera comment réaliser l'assemblage de ces 3 pièces...

Assemblage : moteur monocylindre

Nous allons voir comment on peut dessiner toutes ces pièces et les animer comme dans cette vidéo :

Ce mécanisme est constitué de plusieurs pièces ou assemblages de pièces :

- le vilebrequin,

- la bielle et ses coussinets,

- le piston et son axe,

- le carter moteur et cylindre

Remarque : ces pièces sont fortement simplifiées par rapport à des pièces réelles mais le but recherché dans ce blog étant l'apprentissage pas à pas d'un logiciel de CAO, cette simplification est volontaire. Tel qu'il est représenté, ce moteur "ne marche pas". Vous pouvez tout aussi bien dire que c'est un compresseur !

Un peu de rigueur géométrique

Vous avez peut-être remarqué la présence d'un petit tiret

placé à gauche du nom des esquisses de la pièce précédente.

Ce tiret signifie qu'une esquisse n'est pas complètement définie géométriquement. On dit qu'elle n'est pas totalement contrainte.

Nous allons donc éditer à nouveau l'Esquisse1.

Vous remarquerez que certains traits de l'esquisse sont noirs tandis que d'autres sont bleus.

L'esquisse est Sous-contrainte.

La position des noirs est parfaitement définie. En effet, lors de la création du rectangle de l'esquisse, on a accroché le coin inférieur gauche à l'origine du repère de la pièce. Les côtés du rectangle étant obligatoirement verticaux ou horizontaux, le côté horizontal inférieur et le côté vertical gauche sont "verrouillés".

Par contre, il faut ajouter des informations supplémentaires pour positionner les deux autres côtés. Nous allons naturellement inscrire des cotes.

Indiquons une cote de 70 horizontalement.

Puis une cote de 40 verticalement.

L'esquisse devient alors totalement contrainte. Tous les segments sont noirs.

Un conseil : efforcez-vous de toujours rendre vos esquisses totalement contraintes. Vous devez être maître de la géométrie de la pièce que vous créez.

On remarque après avoir fermé l'esquisse que son nom n'est plus précédé d'un tiret dans l'arbre de création.

Par contre....OUPS ! L'enlèvement de matière déborde sur le flanc supérieur de la pièce ! Catastrophe !

Oui, c'est normal. La deuxième esquisse contenant le cercle permettant la réalisation de l'alésage n'est pas non plus entièrement définie. Nous allons donc éditer cette esquisse et placer les cotes nécessaires.

Par exemple comme ceci :

La pièce est maintenant rigoureusement définie.

Arbre de création, parents et enfants

La pièce précédente (pavé percé d'un trou cylindrique) a été construite grâce à l'enchaînement de deux fonctions. Chaque fonction repose sur le tracé d'une esquisse.

Tous les logiciels de CAO 3D reposent sur la notion de parents et enfants :
Un enfant ne peut être crée sans qu'il existe des parents avant lui.
De même, si on "tue" les parents avant la date de naissance de l'enfant, cet enfant ne peut plus exister !
C'est ainsi que sont gérées les interdépendances entre toutes les formes réalisées sur la pièce.

Un outil très utile pour visualiser ceci est l'arbre de création.
Il se développe comme on pourrait le faire avec une arborescence de dossiers et de fichiers dans le Poste de travail d'un ordinateur. En cliquant sur le + placé à gauche de la fonction on découvre le nom de l'esquisse associée.

Si on sélectionne Esquisse2 dans l'arbre de création et qu'on fait un clic droit, avec le curseur au voisinage de l'arbre de création, on déroule un menu dans lequel on peut choisir Parent / Enfant...

Le tableau suivant apparait.

Il indique que l'Esquisse2 dépend de l'Extrusion1 et qu'elle permet la création de la fonction d'Enlèvement de Matière1.

Enchaîner les fonctions d'ajout et d'enlèvement de matière

Nous avons vu comment réaliser des pièces par création ou ajout de matière. Les fonction d'extrusion de de révolution existent aussi pour enlever de la matière.

Réalisons par exemple un parallélépipède à partir de l'esquisse d'un rectangle et d'une fonction d'extrusion (Base/bossage extrudé).

Chaque plan (surface plane ou plan virtuel) peut être utilisé pour y dessiner une esquisse plane.

Choisissons donc une des faces du parallélépipède.

Puis l'option d'affichage Normal à
pour regarder ce plan "bien en face".

On ouvre une nouvelle esquisse pour y tracer un cercle.

On réalise ensuite un enlèvement de matière par extrusion.

En choisissant à travers tout, on réalise un trou débouchant (sans avoir besoin de se rappeler l'épaisseur de la pièce).

Réaliser une pièce de révolution

Pour cela, l'esquisse doit comporter un axe autour duquel on fera tourner un contour générant ainsi la pièce conique.

Sur un plan, face par exemple, ouvrir une nouvelle une esquisse.


Tracer l'axe (ligne de construction).


Tracer le contour (grâce à l'outil Ligne). Celui-ci correspond à la pièce coupée en 2, vue de côté.





Sélectionner la fonction Base / Bossage avec révolution.











Si l'angle est 360° on fait tourner le contour sur un tour complet générant ainsi une belle pièce de tournage...








Voici ce qu'on peut obtenir avec une esquisse plus complexe :