Conception optimale de structures cinematiques tridimensionnelles. Application aux mecanismes de transmission en rotation

• Auteur / Autrice : JEAN-CHRISTOPHE FAUROUX
• Direction : Marc Sartor
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Résumé

Notre travail porte sur la definition d'outils de conception preliminaire de mecanismes, capables de construire des solutions admissibles a partir d'un cahier des charges donne et de debuter le processus de conception (esquisse et dimensionnement approche des formes des pieces). Dans cette optique, nous proposons une methode de conception adaptee a la classe des mecanismes de transmission de mouvement rotatif, a structure lineaire, a 1 degre de mobilite et a rapport constant. Le logiciel casymir (conception assistee de systemes mecaniques de transmission en rotation) a ete developpe pour illustrer cette demarche qui comporte 3 etapes : _ a l'etape de synthese topologique, un algorithme creatif genere l'ensemble des mecanismes-solutions admissibles. Il est base sur l'exploration combinatoire d'une base de mecanismes (engrenages, courroies, trains epicycloidaux, accouplements, etc. ) et sur des regles de conception permettant d'eliminer les combinaisons inadaptees. Les mecanismes-solutions sont classes par ordre de preference grace a une methode multi-criteres ou par un algorithme de logique floue. _ pour le pre-calcul dimensionnel, nous proposons la notion de squelette de mecanisme, qui est une representation filaire spatiale des arbre, des entraxes et des angles du mecanisme. On peut alors construire un modele geometrique base sur celui de denavit-hartenberg puis l'optimiser pour trouver la position et l'orientation des etages minimisant l'encombrement et verifiant les conditions de fermeture du mecanisme. _ la derniere etape de synthese dimensionnelle permet de calculer les dimensions principales du mecanisme en integrant des contraintes a la fois geometriques (non interference des pieces, continuite geometrique et cinematique) et technologiques (resistance des dentures d'engrenages, rapport de reduction, etc. ) au sein d'un meme probleme d'optimisation. Enfin, l'etude d'un reducteur industriel permet de valider le logiciel et la demarche.