MOUVEMENT CIRCULAIRE

671. Le mouvement initial pouvant être en générai considéré comme circulaire dans tout système mécanique, on emploie plusieurs moyens pour communiquer Taction de Tarbre principal*' de rotation, ou d*arbres secondaires mis en mouvement par celuici, à d*autres axes de rotation.

Les organes qui produisent cet effet consistent en des moyens d'assembler ou de désassembler les pièces qui doivent éti*e mises en communication, et de produire ainsi la communication de mouvement seulement lorsque Tassemblage existe.

Donnons d*abord quelques explications sur le mode particulier d'assemblage sur lequel reposent la plupart des systèmes que nous avons à considérer ici , et qui ont pour objet de convertir en un seul axe de rotation* des axes situés habituellement sur une même droite.

On appelle manchon un cylindre creux pouvant glisser le long d*uii arbre ; il diffère d'un tambour ou d'une poulie en ce qu'il est plein , ne porte pas de bras, et est en général d*un bien plus petit diamètre.

Gela posé, toute roue ou poulie, tout manchon ou tambour qui est lié d'une manière invariable à un axe de rotation est dit fixe. Si une roue peut glisser le long de son arbre sans cesser d*ètre entraînée dans le mouvement de rotation on la dit libre pargliiêement. Enfin, quand une roue ne peut glisser et qu'elle peut tourner sur elle-même sans entraîner l'arbre dans le mouvement de rotation , on la nomme roue ou poulie folle. ' Les roues fixes assemblées solidement avec l'arbre donneraient reflet des roues libres par glissement si cet arbre ne portait pas

de renflement à la sortie des coussinets, d'où résulterait pour ce dernier la faculté de glisser longitudinalement dans ses couninets; mais on préfère en général ne donner qu^aux roues la liberté de se mouvoir dans la direction de l'axe, ce qui s'obtient en ajustant Tœil de forme convenable par lequel elles embrassent Tarbre et cet arbre lui-même, de manière qu'avec très-peu de jeu la roue et Tarbre puissent glisser à frotUnunt doux \m sur Tautre, et cependant s'entraîner réciproquement par leurs parties saillantes pour le monvement de rotation. A eet effet, Tarfore et l'œil du manchon (fig. 668) OU bien encore la partie cen- Ag^ ^^

traie d'une roue reçoivent la forme ^0 Sm d'un carré (1) ou d'une figure quelcon- ^^ Jt

que (2) essentiellement différente d'un ^^ fQ^ cercle. Mais il est très-difficile d'ajuster, sans l)eaucoup de jeu , des pièces ainsi contournées ; 11 vaut mieux faire

FJg. W3

l'arbre et l'œil du manchon circulaires,

ce qui 8*exécute avec perfection sur le tour, et placer

sur l'arlnre (3) ou dans l'intérieur du manchon (4) un tenon oi

une languette prismatique ou cylindrique, qui s'engage à iNtt

dans une rainure d'égale longueur pratiquée dans Tune 0a

l'autre de ces deux pièces et glisse facilement dans la seconde.

Lorsque la roue ou poulie doit être folle, sa disposition ot très-simple ; l'arbre et l'œil de la roue sont circulaires et eoncen* triques dans la partie en contact, et la roue s'appuie de parte d'autre contre des épaulements de l'arbre qui s'of^posent Aa glissements dans le sens longitudînaK

672. — V Poulie folle, — Quand les forces transmises sont pu considérables (le travail pouvant cependant être asKs grand â la vitesse est grande), la communication se fiiisanten général si mo3ren d'une courroie entourant le tamliour mû par le 1 et une poulie montée sur l'axe à mouvoir, 4m emploie »rec 1 tage un système composé d'une poulie fixe el d'une pooifie Mie (fig. 66^) montées l'une à c^ de l'autre. En poussant la <

Fig. 564.

roie L au moyen d'une fourchette K terminée par un levier mobile transversalement, on la fait passer de la poulie fixe sur la poulie folle. Le mouvement de la courroie continue sans éprouver de résistance et en cessant d'entraîner Taxe, qui passe ainsi à l'état de repos, et repasse à Tétatde mouvement en opérant à Tinvene. Un des grands avantages de ce système, outre sa simplicité, consiste en ce que la courroie, en repassant sur la poalie fixe, au lieu de surmonter par vn choc brusque la force d'inertie, glisse tant que la traction exercée, et par suite le frottement sur la poulie, est peu considérable, et elle ne surmonte ainsi que peu à peu la résistance opposée, de manière que le mouvement n'a lieu avec toute sa vitesse qu'après un temps appréciable et sans choc.

673. Dans quelques cas, on agit avec les engrenages d'une manière presque semblable, c est-à-dire qu'on se contente, pour arrêter le mouvement d'un arbre, d'élever l'engrenage qui le mène jusqu'à ce qu'il ne soit plus en prise, et inversement pour déterminer le mouvement. Il n'est pas besoin d'observer qu'un lemblable système est défectueux et donne lieu à des ruptures des extrémités des dents. Il ne peut être employé qu'au repos, on tout au plus quand les roues marchent très-lentement et transmettent de petites forces. INous en dirons autant des systèmes dans lesquels ce sont les axes mêmes des roues dentées qu'on fait mouvoir, qu'on écarte jusqu'à ce que les dents ne soient plus en prise.

On doit, lorsque les courroies seules ne peuvent servir, adopter les systèmes suivants :

674. S"* Embrayage. — Quand la force à transmettre est trèsgrande,onemploiesouventrembrayage.Laflgure665faitcompren-

drc facilement ce mécanisme. Elle représente deux axes misboatà bout : l'un porte une roue fixe creusée sur son plat suivant des plans diamétraux , et Tautre une roue semblable , mais dentée inversement, qui glisse sui^Taxe moteur, en étant toutefois forcée

Fig. &(iô.

de tourner avec lui à cause des saillies de Tarbre qui pénèlrett la roue. En faisant mouvoir cette seconde roue au moyen du levier adapté au collet qui Tentoure, le deuxième arbre sera e&traîné par le premier, ou restera au repos, suivant que les deui roues sont réunies ou séparées.

Le tracé des parties inclinées des dents est de peu d'iiDp(M> tance, pourvu qu'il forme une courbe continue*, les parties droites doivent être des plans méridiens passant par Taxe, soatenus en raison de la résistance à surmonter. Les deux rooes doivent être exactement Tempreinte Tune de l'autre, pour quetant réunies la discontinuité des deux pièces disparaisse en quelque sorte.

Quelquefois c'est la partie glissante construite en forme de mancbon qui vient envelopper l'extrémité polygonale de la partie à mouvoir. Les embrayages sont souvent employés quand il s*a0t de grandes forces; maïs, outre les inconvénients des chocs et da frottement considérable lors de la mise en jeu de Fembrayage,

il y a toujours danger de rupture dans cette réunion subite de parties en mouvement et de corps en repos ; au reste, il est rare qu'il y ait lieu de les employer pour les parties de la machine destinées au travail principal qu'elle doit accomplir, puisque, dans ce cas, le plus simple est d'agir sur la force motrice ellemême.

675. Lorsqu'il peut arriver que l'axe moteur éprouve accidentellement une résistance trop considérable au moment de l'embrayage et donne lieu ainsi à des ruptures, on prévient celles-ci en disposant en un point de l'arbre mis en mouvement un système qui ne permet pas la communication d'un effort supérieur à une limite déterminée, et opère alors, en quelque sorte, un désembrayage spontané. Nous indiquerons une disposition qui permet d'obtenir ce résultat.

L'arbre est coupé en un point de sa longueur, et ses deux parties A, B sont réunies par le système représenté fig. 566. La partie A, terminée par un plateau circulaire, vient s'appliquer contre l'extrémité semblablement disposée, mais d'un moindre diamètre, de la partie B.

Entre les deux plateaux on place un cuir, et tout est pressé h l'aide des boulons à vis dd. Tant que l'effort n'est pas trèsconsidérable, le mouvement se transmet parfaitement ; . mais si une résistance presque absolue vient s'opposer au mouvement, les plateaux glissent malgré le frottement exercé au contact et qui devient insuffisant.

Fig, 666.

Ce point correspond évidemment à un effort d'autant plus considérable que les boulons sont plus serrés et le diamètre des plateaux plus grand.

676. 3*» Cônes de friction, — Le frottement, dont nous venons de voir les avantages dans le système précédent, fait la base d*un système d'embrayage représenté flg. 567.

A est un tambour conique d'eux fixé à la roue B , et B un pareil tambour fixé au mancbon G, et qui entre dans l'intérieur

le maBehon

Fig. 667.

du premier côoe quand on vient fiiire glia Tarbre de rotation. On transmet ainsi le mouvement de Tarbre à la rooe R, et, en graduant la pression, le mouvement n'est transmis que peu à peu à celle des pièces qu'il s'agit de mouvoir, car on est maitre de faire croître à volonté le frottement par la pression latérale du manchon.

Ce système, excellent sous ce rapport, et dont les pitqpriëléi ont été données, par une disposition semblable, à l'engreiiage à coin (art. 179), est excellent pour éviter les roptores lorsqu'il survient de grandes résistances. Il ne peut guère être emplofé pour les machines puissantes, attendu que la pression eonsidérabie qu'il faut exercer produit des usures et des grippements, pour peu surtout que le cône se meuve obliquement par rapport à l'axe.

L'effort à communiquer rapporté au rayon moyen da eôoe étant P, le frottement égal à cet effort est/Q (Q étant la pression produite à la surface du côdc et /le coefficient da frottement pour les surfaces de contact); on a donc P ^=fQ» R étant la pression suivant l'axe du cône, on aura, pour l'équilibre dynamique , lors de la mise en presse, pour un petit mouvement virtuel a de cette pression, le frottement /Q parcou- — rant le chemin a cos. a, a étant le complément de Tangle de la génératrice du cène sur l'horizontale; et puisque P=/0, Ro = /Qa cos. o, ou R =/0 COS. o = P COS. a.

Cette formule montre que plus l'angle des cènes sera aign et plus le coefficient de frottement sera grand , plus un même effort R du manchon aura d'action pour produire le frottement nécessaire à l'entrainement des deux surfaces.

Fig 668.

677. Brides de frottement. — Tout système de frein à frottement (voir chap. III), de pression, qui viendra rendre fixe sur son axe une roue d'abord folle, par exemple en pressant sur les coussinets en en rapprochant les deux parties, par' exemple à Faide des leviers qui font naître une pression, agira comme embrayage à frottement, c*est-à-dire en évitant toute rupture. Nous avons décrit un système de ce genre en traitant du mouvement différentiel, et nous en verrons un autre exemple plus loin.

Nous donnerons pour exemple le système employé par M. Withvorth dans ses machines à percer, pour permettre d'imprimer à volonté à Taxe qui porte Toutil le mouvement de rotation seul, ou un mouvement simultané de rotation et de translation. A cet effet, la tige reçoit par des engrenages un mouvement de rotation , celai adapté sur la tige pouvant la laisser glisser, étant assemblé avec elle par une languette et une rainure. De plus, cette même tige porte des filets devis qui sont engagés dans les dfents des deux pignons à dentures héliçoïdes placés à droite et à gauche. Ces pignons étant libres, la vis dans son mouvement de rotation les fait tourner.

Mais si les coussinets de ces pignons peuvent être serrés, si on

Fig. 569.

prodait une forte pression de Tun sur Tautrc, par exemple à Faide d'une vis de pression, le frottement qui en résulte s'oppose bien-

t6t an monvement de rotation ; ces deux pignons, formant ecroa, forcent la vis à descendre et par suite Voutil perceur n prodniw son effet; il se trouve poussé en raison de h pression arec laqudle les coussinets sont rapprochés Tun de l'autre.

678. Manœuvre des organes d'embrayage. — C'est à la p^Nhl^ don d'un petit mouvement rcctilignc ou cîrcnlairc de peu d'étendue que se réduit la question de déterminer la mise en jeo des organes d'embrayage. Le levier, la vis sont le plus souvent employés.

C'est bien souvent à la main qu^on foit mouvoir le levier od le système de leviers combinés guidant le manchon d'embrayage qui détermine le mouvement d'une partie de machine. On ieftift quelquefois aussi mouvoir par les organes décrits plus Ma, les régulateurs, pour proportionner à l'action du moteur L'nitaisHé do la résistance.

Enfin , dans les mécanismes complets , automatiques , ce sont les parties niouvantes de la machine qui viennent mettre ea jeu l'embrayage. Le problème se réduit h foire mouvoir, par la rah contre d'une pièce mobile, Textrémité du levier qui guide le manchon d'embrayage.

L'introduction d'un moteur secondaire, d'un ressort, d'un poids s' écartant à droite et à gauche de la verticale, faciKle souvent cette action du levier.

Lorsque l'efTort nécessaire pour le désembrayage doit être considérable, il faut le faire exercer par la machine, produire, par exemple, le mouvement rectiligne du manchon par le mou>tment circulaire de l'arbre. Le système suivant, fort simple, est rapporté par M. Poncelet, et est Tapplication d'un dessystèines indiqués pour produire le mouvement rectiligne à l'aide du ci^ culaire; la figure en représente le plan. Ce moyen consiste (figure 570) à creuser dans la gorge du manchon C une héiicedatts laquelle on peut faire entrer un bouton e^ appartenant à une espèce de levier abd qui peut tourner autour de deux supports fixes a et b. Dès que le bouton est placé dans l'hélice, le mouvenert de rotation force le manchcm à glisser le long de Tarbre, Jusqo'i

ce que le désembrayage de la roue D qui est folle et de Tarbre E s'ensuive.

Fl?. 170.

679. Déclics. — Un système semblable a été essayé pour des sounettes sériant à battre les pieux. Dans ces appareils le cylindre en bois sur lequel s*enroulc la corde n'est assemblé avec Taxe en fer que par une partie saillante de cet axe. Ce cylindre s'élevant, à mesure» de Tenroulcment, sur la partie inférieure qui forme une surface hélicoïdale, la partie saillante restant fixe rencontre bientôt une gorge cylindrique pratiquée à Tintérieur du cylindre, Tassemblage cesse, le cylindre en bois devient libre et la corde se déroule.

680. Double embrayage. — La combinaison de deux embrayages sur un même axe, d'un double manchon agissant sur deux roues parallèles, forme un organe qui peut engendrer le mouvement circulaire alternatif, en faisant alternativement agir ces deux roues sur une troisième roue dentée.

La figure 571 représente ce système. II se compose d*nne roue d*engrenage montée sur un arbre ayant un mouvement circulaire continu. Elle engrène avec deux autres roues folles sur un arbre de direction perpendiculaire à celle du premier (dans ce cas on doit employer des roues d'angle ordinaire, pour une inclinaison

dilTérente il faudrait employer des roues à dents hélicoïdales), mais pouvant être assemblées avec lui à Faide d'uD embrayage. Ces deux roues tournant en sens contraire, le second arbre res-

Fig. 571.

tera en repos, tournera dans un sens ou dans le sens opposé, suivant la position du double manchon, qui rendra solidaire avec Tarbrc soit la roue de droite, soit celle de gauche.

681. Détentes. — Lorsque Faction d'une force motrice ests» pendue par un arrêt, la suppression de cet/irrêt suffit pour per mettre à la force d'agir et par suite produire le mouvement. Noos citerons comme exemples de ces dispositions, qui rentrent pios spécialement dans la catégorie présentement étudiée, et doBik complément se trouvera aux Organes d'arrêt :

1» Les roues à détentes. — La figure 572 représente un appareil de ce genre qui peut varier dans ses détails. Il se compose d'un arbre mû par une manivelle dont le bras est replié en équerre au delà de Faxe. Sur le même ai'bre est montée à frottement doux une poulie qui porte une détente formée d'un levier à crochet pressé par un ressort. Quand ce crochet appuie sur la saillie du bras , le mouvement se communique à la rooe

FIg. 672.

ORGANES DE MISE EN MOUVEMENT. . 64o

fait monter la corde que porte sa circonférence, attachée h un s quelconque. Le mouvement se continue ainsi jusqu'à ce le levier, soulevé à la main ou rencontrant Textrémité d*unc ille fixe, vienne à basculer; il se décroche, et le poids susla à la corde descend en faisant tourner la roue. Les détentes. — Ixs détentes formées par des ressorts sont emploi fréquent dans Thorlogerie pour suspendre et remettre en mouvement une pièce à un moment voulu. Soit/^ (fig. 673) un volant qui tend à tourner dans le sens de la flèche, sous rinfluencc d'une force motrice, agissant sur son axe. Un ressort ah \^ monté sur celui-ci \ient buter sur l'cx. trémité d'un levier f cf , et tout mouvement est alors arrêté. Mais lorsqu'une pression sur l'extrémité e de ce levier ** le fait basculer autour du point c, aus-

le volant reprend son mouvement, qui sera suspendu de reaa au tour suivant, lorsque le levier cd aura repris sa pree position.

i disposition suivante, équivalente à la précédente, a été employée par Bréguet. Elle se compose d'un ressort r/ fixé en r et portant une saillie v. Une petite barre ah tend à tourner autour de l'axe o, mais est arrêtée par la pièce v; mais si le ressort r/ est infléchi vers o, la pièce v rencontre une échancrure qui est pratiquée dans ah^ qui se met en mouve- Fig. 674. i^ç^^ pendant que r/ reprend sa pre-

e position pour l'arrêter de nouveau quand il viendra s'apir contre l'obstacle v:

MOUVEBIEIS'T RECTILIGNE.