Guide complet du dessin technique et des mécanismes

Perspectives et méthodes de dessin technique

La perspective cavalière se compose de deux axes positionnés orthogonalement, soit perpendiculairement, et d'un troisième angle qui nous donne l'idée de la profondeur.
La perspective isométrique : les axes sont séparés par le même angle et les dimensions des pièces sont conservées, contrairement aux angles entre les axes principaux qui sont déformés. Dans ce système de représentation, comme ci-dessus, les lignes conservent leurs propriétés de parallélisme, ce qui est très utile dans l'élaboration du dessin.

Dessin à partir d'une perspective connue

Méthodes de composition : on prolonge parallèlement à l'axe qui correspond (parallèlement à l'axe X s'ils sont verticaux, à l'axe Z pour la profondeur) et on obtient ainsi les projections contenues dans les plans de projection. Les éléments suivants consistent à localiser les surfaces qui ont leur origine dans l'un des sommets pour terminer après avoir tracé les bords et les plans inclinés.
Méthode soustractive : cette méthode consiste à dessiner un prisme rectangulaire dans tout système de représentation en perspective, puis à sculpter la pièce à l'intérieur.

Normalisation et types de lignes

Échelles :

• En agrandissement : 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1
• En réduction : 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:50, 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000

Types de lignes standards :

• Ligne de référence : utilisée pour indiquer les relations entre les différents bords.
• Arête : représente une séparation entre les plans.
• Section : indique une rupture dans la pièce.
• Arête cachée : indique un bord non visible à partir de ce point de vue.
• Axe : présente le centre d'un cercle.
• Axes de symétrie : indiquent une figure identique des deux côtés de l'axe.
• Partie sectionnée : indique un plan de coupe de la partie.
• Axe de coupe : représente une ligne où a été effectuée une coupe.

Cotation et mise en scène du dessin

La mise en scène consiste à exprimer les dimensions réelles d'un objet sur le plan, de sorte que sa lecture et son interprétation soient simples. Les valeurs sont formées par plusieurs éléments :

• Lignes de cote : ce sont des lignes parallèles au bord que vous voulez coter, aussi longues que lui. Elles sont situées en dehors de la figure.
• Lignes auxiliaires d'attache : perpendiculaires à la ligne de cote, leur fonction est de délimiter la fin de celle-ci pour que sa longueur corresponde à celle de l'arête délimitée.
• Flèches de cote : situées aux extrémités des lignes de cote, elles sont généralement représentées par une flèche.
• Chiffres de cote : numéros exprimés en millimètres indiquant la longueur réelle. Ils sont situés au centre de la ligne de cote et écrits parallèlement à ladite ligne, qu'elle soit horizontale ou verticale.
• Symboles : employés devant le chiffre quand on veut indiquer que la mesure se rapporte à une forme spéciale ou une dimension particulière qui n'est pas un bord linéaire.

Pour atteindre la plus grande clarté possible dans la démarcation de la dimension réelle de la pièce, suivez les règles suivantes :

• Tous les articles doivent être dessinés avec une intensité et une épaisseur inférieures à celles des bords de la pièce.
• Les chiffres utilisés doivent être de dimensions uniformes et disposés au centre des lignes de cote. Ils doivent garder une distance minimale de 8 mm par rapport à l'arête et de 5 mm par rapport aux autres lignes de dimension.
• Vous ne pouvez pas utiliser les bords de la pièce comme lignes de cote. Il n'est pas nécessaire de coter toute la longueur de la pièce, mais seulement les mesures nécessaires à la compréhension de l'ensemble. Les lignes de cote auxiliaires ne doivent pas se traverser entre elles ou avec d'autres lignes.
• Si les flèches ou la hauteur ne tiennent pas sur la ligne de cote, placez-les à l'extérieur. Si l'espace est trop restreint pour placer des flèches entre des niveaux adjacents, des points peuvent être utilisés.
• Les lignes auxiliaires doivent partir des bords de la pièce vers l'extérieur sans passer par l'intérieur, sauf s'il y a des éléments internes qui doivent être délimités.
• L'angle s'étudie avec un arc indiquant les degrés.

Les instruments de mesure

Les instruments les plus communs pour la mesure des longueurs sont :

• Règle : elle permet de mesurer ou de marquer avec précision des segments dessinés sur du papier.
• Mètre ruban (couture) : flexible et adaptable aux contours courbes, il est utilisé pour mesurer le périmètre et la longueur des corps incurvés.
• Mètre de charpentier : utilisé pour mesurer des pièces de bois ; étant extensible, il est très pratique.
• Ruban à mesurer ou rouleau : utilisé pour des longueurs jusqu'à 30 m. Les plus courants sont rigides, de 2 m à 5 m.
• Calibre ou pied à coulisse : il est constitué d'une règle fixe graduée en millimètres et d'un curseur qui glisse sur elle. Entre les deux se forme une « bouche » qui marque 0 quand elle est fermée. Le curseur possède une échelle appelée vernier. Le degré de précision d'un calibre est le rapport entre la division minimale de la règle et le nombre de divisions du vernier.
• Micromètre : basé sur le principe de la vis-écrou. En règle générale, pour chaque tour donné au micromètre, il avance d'un demi-millimètre.

Le calibre est généralement moins précis que le micromètre.

Étude des mécanismes et des structures

Mécanismes
Une structure est l'ensemble des éléments d'un corps conçu pour résister aux charges agissant sur lui sans rompre ni subir de déformation excessive. Pour atteindre leur but, les structures doivent répondre à certaines exigences :

• Stabilité : pour éviter que la structure ne bascule, son centre de gravité doit être centré sur sa base.
• Résistance : les structures doivent résister aux contraintes sans casser.
• Rigidité : la déformation ne doit jamais être si importante qu'elle empêche l'objet de remplir sa fonction.

Un effort est la contrainte intérieure vécue par les corps sous l'action de forces.

Les efforts principaux :

• Traction : se produit lorsque les forces essaient d'étirer le corps.
• Flexion : les forces essaient de courber l'élément.
• Cisaillement : les forces agissent comme des lames de ciseaux pour séparer deux sections.
• Compression : apparaît lorsque des forces essaient d'écraser ou de comprimer un corps.
• Torsion : les forces tentent de tordre le corps dans des directions opposées.
• Flambage : effort combiné de compression et de flexion, très dangereux, se produit quand la charge de compression n'est pas centrée.

Types de structures :

• Massives : utilisent beaucoup de matériel et ont peu de cavités.
• À ossature : utilisées dans les bâtiments, formées d'acier ou de béton armé de façon rigide.
• Triangulées : structures en barres (métal ou bois), utilisées pour la légèreté et la résistance.
• Gonflables : amovibles, maintenues par la pression d'air intérieure.
• En couches : constituées de feuilles minces à haute résistance (ex: toiture ondulée).
• Voûtées : utilisent l'arc et la coupole pour couvrir de grandes régions ; elles sont autonomes.
• Suspendues : utilisent des câbles (haubans) qui résistent à la traction.
• Géodésiques : structures tridimensionnelles combinant les propriétés des barres et des voûtes.

Les structures sont formées par : des piliers (ou colonnes), des poutres et solives (flexion), des arcs, des supports (tension), des voûtes, des nerfs, des semelles (intermédiaires piliers/sol), des pieux (fondations profondes) et des entretoises pour la triangulation.

Transmission et transformation du mouvement

Les mécanismes sont des éléments conçus pour transmettre et transformer les forces et les mouvements d'un élément moteur à un récepteur.

• Mécanismes de transmission : transmettent le mouvement à un autre point.
• Mécanismes de transformation : transforment un mouvement circulaire en linéaire, ou vice versa.

Transmission linéaire

Levier : il est en équilibre lorsque le produit de la force par sa distance au point d'appui est égal au produit de la résistance par sa distance au point d'appui (Loi du levier : F × d = R × r).
Types de leviers :

• Premier degré
• Deuxième degré
• Troisième degré

Poulie fixe : roue tournant autour d'un axe fixe. On y passe une corde ou une courroie : F = R.
Poulie mobile : ensemble de deux poulies, l'une fixe et l'autre mobile.
Palan (Hoist) : type spécial de poulies mobiles composé de plusieurs poulies fixes et mobiles.

Transmission circulaire

Engrenages (Gearing) : systèmes de deux roues ou plus en contact. La roue d'entrée (moteur) fait bouger la roue de sortie.
Système de poulies : deux poulies reliées par une ceinture (courroie). Elles tournent généralement dans le même sens.
Pignons : possèdent des dents qui s'emboîtent. Ils transmettent le mouvement entre arbres parallèles, perpendiculaires ou obliques (cylindriques, hélicoïdaux ou coniques).
Vis sans fin (Worm) : vis s'engageant dans un pignon. L'axe est perpendiculaire. Chaque tour de vis fait avancer le pignon d'une dent.
Chaîne et pignons : deux engrenages reliés par une chaîne métallique ou une courroie crantée.

Variation de vitesse :

• Système multiplicateur (vitesse de sortie > vitesse d'entrée)
• Système constant (vitesse de sortie = vitesse d'entrée)
• Système de réduction (vitesse de sortie < vitesse d'entrée)

Train de poulies ou d'engrenages : systèmes constitués de plus de deux roues. La relation de vitesse dépend du diamètre des poulies ou du nombre de dents des engrenages.