Le mouvement circulaire alternatif

Quelques exemples feront mieux concevoir encore celte classification.

Nous pouvons citer comme exemples de mouvements rectilignes continus, ceux du vent, d’une rivière, d’une chute d’eau, d’un animal qui marche sur une roule alignée, d’un corps pesant qui tombe per-

DmiiiyRti

TRANSFORMATION DU MOUVEMENT. o69

pcndicalairement ou qui glisse sur un plan incliné.

Comme exemples de rnouvemenls rectilignes alternatifs, nous indiquerons le mouvement des pistons dans une pompe ordinaire ou dans une machine à vapeur, celui du maillet d'un paveur, celui des pilons dans un moulin ù poudre ou à papier.

Toutes les machines à rouages nous offriraient des exemples de mouvemcn's circulaires continus.

Le mouvement du pendule d'une horloge et celui du balancier d’une monire, sont des mouvements circulaires alternatifs.

Il est important de remarquer que les mouvements rectilignes et circulaires, quoique continus de direction, pourraient être interrompus par une discontinuité de l’action du moteur^ ainsi une roue peu! tourner sur son axe toujours dans le même sens, quoique la force qui la fait mouvoir n’exerce pas sur elle une action continue. On se rappellera donc que les mots continus et alternaufs ne se rapportent qu’à la direction du mouvement d’un point mobile, et quMIs n’excluent pas l'hypothèse d’un moteur dont l’action serait discontinue.

Expliquons maintenant quelques-uns des mécanismes au moyen desquels une puissance, douée de l’un des mouvements que nous venons d’énumérer, peut communiquer à une pièce déterminée de la machine un mouvement d’un autre genre, ou un mouvement du même genre, mais pour lequel l’intensité ou la direction de la vitesse soient différentes.

362. — Un mouvement rectiligne continu engendrera un mouvement semblable dans une autre direction par l’intermédiaire d’une corde qui enveloppe

une ou plusieurs poulies fixes. Si les lignes de direction des deux mouvemenis se rencontrent, une seule poulie fixe suffira, ainsi qu’on le voit parla Fig. 139, PL XIV. Mais si le point de rencontre était trop éloigné des places où se trouvent les deux mobiles, il conviendrait d’employer deux poulies fixes, selon la disposition représentée dans la Fig. 184, PI. XVIII. Dans ce cas les axes des poulies sont parallèles, et leurs sections moyennes sont comprises dans le plan qui comprend les lignes de direction des deux mouvemenLs.

Si les lignes de direction sont parallèles, et à une distance notable l’une de l’autre, on emploiera encore deux poulies fixes, comme l’indique aussi la Fig. 184.

Il peut arriver que les lignes de direction ne soient pas comprises dans le même plan, de sorte qu’elles ne se rencontrent pas et qu’elles ne soient pas non plus parallèles. Ainsi le poids W pourrait se mouvoir verticalement dans le plan du papier, suivant la ligne O B, tandis que la puissance P se mouvrait horizontalement et perpendiculairement au plan du papier, suivant une ligne O A. On se servira encore en pareil cas de deux poulies, dont l’une, O, aura son axe horizontal et perpendiculaire au plan du papier, tandis que l’autre, O', aura son axe vertical et compris dans le plan du papier.

En général, l’axe de chaque poulie devra être perpendiculaire aux deux lignes de direction de la corde qui vient envelopper la gorge de cette poulie; et en y réfléchissant, on verra que cette disposition permet de changer d’une manière quelconque.

à l'aide de deux poulies de renvoi, la direction d'un mouvement rectiligne continu, sans en faire varier la vitesse.

Si la vitesse devait varier, on ajouterait aux poulies Axes l'un des systèmes de moufles décrits dans le chapitre XVII.

Le treuil peutencore servir à transformer un mouvement rectiligne continu en un autre dont la direction et la vitesse soient quelconques. On sait que dans cette machine le rapport de la vitesse de la puissance à la vitesse du poids est celui du diamètre de la roue au diamètre du cylindre (art. 286). On proportionnera donc les diamètres de manière à établir entre les vitesses le rapport que l'on désire ; et la corde qui enveloppe le cylindre pourra , aussi bien que la corde qui enveloppe la roue, prendre telle direction qu'on voudra , au moyen d'une ou de plusieurs poulies de renvoi.

363. — Le treuil sert encore à produire un mouvement circulaire continu, au moyen d'un mouvement rectiligne continu, ou vice versd. Le même but est atteint au moyen du cric, représenté dans la Fig. 18Ô , et qui consiste en une roue dentée , laquelle s'engrène avec une barre droite pareillement dentée , que l'on nomme crémaillère. Quelquefois cette barre est remplacée par une chaîne , comme sur la Fig. 186, qui représente chaîne de Faucanson, vue de face et de profil. Quelquefois aussi le simple frottement d'une corde ou d'une courroie contre la gorge d’un rouet tient lieu d’engrenage.

Le levier implanté dans la tète d’une vis, en se

inouvanl d’un mouvement circulaire, fait marcher la vis d’un mouvement rectiligne, (les deux mouve- ^ monts sont simultanément conlinus ou alternatifs.

Le mouvement rectiligne continu d’un courant d'eau produit par son action sur une roue un mouvement circulaire continu {Fig. 118, PI. XI, et 119, 120, PL XII).. L’air produit de même, par un 'mouvement rectiligne continu, le mouvement circulaire continu des ailes d’un moulin à vent.

Les grues, dont on se sert pour élever et abaisser des corps très-lourds, leur impriment un mouvement rectiligne par le moyen d’un mouvement circulaire. '

364. — Des appareils ingénieux et très -variés servent à produire un mouvement rectiligne alternatif au moyen d'un mouvement circulaire continu. Le mouvement rectiligne alternatif est exigé en général, quand il s’agit de soulever des pilons à une certaine hauteur, et de les laisser retomber de tout leur poids sur des corps que l’on veut fouler ou broyer. On y parvient au moyen d’uoe roue qui porte des dents courbées seulement d'un côté, et fort espacées les unes des autres. Ces dents se nomment cames. Le pilon est muni d’un bras ou d’un manche , sous lequel les carnes viennent s’engager successivement à chaque révolution de la roue ; et chaque fois que l’une des cames se dégage du manche, le pilon retombe en vertu de son poids, pour être saisi ensuite par une autre came, et ainsi indétiniment.

On obtient un effet du même genre, en employant une roue dentée sur une portion de sa circonférence

seulement, et un pilon garni d'une crémaillère, ainsi que l’indique la Fig.. \%7, PL XYIII.

Quelquefois il devient nécessaire que la vitesse du mouvement rectiligne alternatif soit réglée par certaines lois suivant chaque direction. On atteint le but au moyen d’un appareil représenté sur la Fig. 188. Une roue tourne uniformément autour de son axe dans le sens A BD E. Celle roue, appelée rosette, est découpée comme l’ombre de la figure l’indique, et elle fait mouvoir alternativement de bas en haut et de haut en bas une lige nin, que l’on nomme touche , laquelle est assujettie par des collets qui ne lui permettent de prendre de mouvement que dans le sens vertical. On peut donner à la rosette une telle courbure, que la vitesse delà louche, tant en montant qu’en descendant, soit réglée suivant la loi voulue. On fait usage de ce procédé dans l’art du tourneur et dans les filatures.

Dans d’autres circonstances le mouvement alternatif ne peut être communiqué à la tige, qu’autanl que la même force agit alternativement sur celte lige en deux sens opposés. Pour y parvenir on emploie une roue munie de dents sur une portion seulement de sa circonférence {Fig. 189), et qui s’engrène avec deux crémaillères parallèles, toutes deux liées à la lige à laquelle on doit imprimer le mouvement allernalif.

Un autre appareil, destiné à produire le même effet, est représenté sur la Fig. 190. A est une rouç que l’on fait mouvoir au moyen d’une manivelle appliquée en H j et cette roue est liée, au moyen d’une. règle ab qui tourne. sur deux pivots, à une

374 ÉLÉMENTS D&. MÉCANIQUE. CHAl». 3fX.

iige âssujetlie par des collets. La roue en tournant imprime à la tige un mouvement alternatif, et Pétendue de ses excursions est égale au diamètre de la roue. Cet appareil est employé pour user et polir des surfaces planes. Il sert aussi dans les métiers pour la soie.

365. — La Fig. 191 représente un autre appareil appliqué par M. Zureda à une machine dont la fonction était de percer des trous dans des cuirs. La roue AB a sa circonférence taillée en dents dont la forme peut différer, selon les circonstances et l'effet qu’on veut produire. L'une des extrémités de la lige a b , assujettie comme à l'ordinaire par des collets, s'applique sur les dents de la roue, et elle est pressée par un ressort à l'autre extrémité. La roue en tournant imprime à la tige un mouvement de va-et-vient.

Leupold a employé ce mécanisme à mouvoir les pistons d'une pompe '. Sur l’axe vertical d’une roue hydraulique horizontale , est Axée une autre roue horizontale garnie do sept dents , du genre des roues à couronne (art. 299 ). Ces dents sont taillées comme des plans inclinés , la distance d’une dent à l’autre représentant la base du plan incliné. Les tiges des pistons portent des bras qui reposent sur la couronne de la roue, et sont forcés de remonter le long du plan incliné, ponr redescendre ensuite quand ils sont arrivés au sommet de la dent. De celte manière, é chaque révolution de la roue , les pistons exécutent autant de mouvements de va-et-vient' qu’il y a de dents. Afin de diminuer les frottements, les

■ l'htalrum machinanm-i tom. il , PI. XXXVI , Fig. 8.

TRANSFORMATION DÜ MOUVEMENT. '375

manches des pistons sont garnis de rouleaux qui courent sur les dents de la roue.

366. — Les machines à rouages offrent partout des exemples de mouvements circulaires autour d’un axe, employés à produire des mouvements circulaires autour d’axes ditTércnts. Si les axes se trouvent dans des directions parallèles, et h des distances qui ne soient pas trop considérables , le mouvement de rotation pourra être transmis d’un axe à l’autre au moyen de deux roues à éperon (art. 299), ou d’une roue et d’un pignon : le rapport des vitesses angulaires sera déterminé par le rapport des diamètres des deux roues, ou de la roue unique et du pignon avec lequel elle s’engrène.

Si les axes de rotation sont parallèles, mais que les distances qui les séparent soient considérables, le moyen que nous venons d’indiquer devient impraticable , à cause de la grandeur démesurée qu’il faudrait donner aux roues. Alors on fait passer sur les circonférences des roues une chaîne ou une courroie. Si elles doivent tourner dans le môme sens, la courroie est disposée comme dans la Fig. 125 , PI. XII; si elles doivent tourner en sens contraire, on fait croiser la courroie , comme dans la Fig. 1 26. Le rapport des vitesses angulaires est encore le même que celui des diamètres des roues, comme dans le cas de la transmission des mouvements par engrenage ; du moins en admettant que la roue cède au frottement de la courroie , sans qu’il y ait glissement proprement dit.

Si les axes sont éloignés et non parallèles , lu corde employée à transmettre le mouvement d’une

roue à l’aiilrc devra passer sur des poulies de ren^ voi, convenablement placées.

Il arrive en cerlains cas que l’clTorl exercé sur la roue à laquelle on veut Iransmettre le mouvement est trop considérable pour qu’on puisse employer une corde ou une courroie. On y supplée au moyen d’un axe intermédiaire {Fig. 192,* P/. XIX), portant deux roues à engrenages coniques, qui s’engrénenl respectivement avec des roues du même genre adaptées aux axes entre lesquels on veut Opérer la transmission du mouvement.

On a déjà expliqué dans l’art. 299 comment la transmission du mouvement de rotation peut s’effectuer entre deux axes perpendiculaires , par le moyen de roues à couronne ou à engrenages coniques. La vis sans fin (art. 339) est encore une machine qui remplit le môme but.

367. — Les deux axes autour desquels s’acconiplissenl le mouvement de rotation primitif et le •mouvement transmis, n’ont souvent pas une position fixe. En pareil cas un a recours à un appareil ingénieux, nommé joint universel ou joint brisé , de l’invention du célébré Hooke. Les deux axes A, U (Fig. 193), entre lesquels il s’agit d’établir la communication du mouvement, sont terminés en demi-cercles dont les diamètres CD, EF, forment une croix, cl s’emboîtent dans les demicercles correspondants: tellement que, sans faire bouger la croix centrale, l’axe A peut tourner autour du diumètre CD, et l’axe B autour du diamètro E F. IMainlcnant , si l’on imprime à la tige A , sans la déplacer, un mouvement de rotation au*-

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