Modeling of the geometrical tolerances of the mechanisms for their integration in computer-aided design
Modélisation des tolérances géométriques des mécanismes pour leur intégration en conception assistée par ordinateur
Résumé
This study proposes a new approach to analysis and synthesis of geometrical tolerance mechanisms. We present the approach through tolerancing equations and the static approach which are based on the theory of mechanisms. These two approaches make it possible to give a qualitative determination of the relative positional tolerances between any functional features of the same component. We present tolerance analysis and synthesis methods by using both clearance and deviation domains. In the case of a single loop mechanism, the analysis method checks the assembly requirements, thanks to geometrical operations between clearance and deviation domains. In the case of given functional requirements, for the most part, the synthesis method is able to give optimal geometrical tolerances from a qualitative and quantitative point of view. In the case of a mechanism with a parallel structure, we introduce the notion of residual and uncertainty clearance domains. With these concepts, the synthesis methods is able to define the necessary and sufficient assembly requirements. It also generalises this study to check other functional requirements like accuracy. Perspectives of developments consists in generalising the study on mechanisms of any structure. These methods will be integrated into CAD systems..
L'objet de ce travail est de proposer des nouvelles approches d'analyse et synthèse des tolérances géométriques de mécanismes. Nous présentons l'approche par les équations de tolérancement et l'approche statique qui sont basées sur la théorie des mécanismes. ces deux approches permettent de déterminer qualitativement les tolérances de positions relatives des surfaces fonctionnelles d'une même pièce. Nous présentons des méthodes d'analyse et synthèse des tolérances utilisant la notion de domaine jeux et de domaine écarts. Dans les cas de mécanismes en boucle simple, la méthode d'analyse permet de vérifier les conditions d'assemblage grâce à quelques opérations géométriques entre les domaines jeux et écarts. Pour des conditions fonctionnelles données, la méthode de synthèse, permet de choisir, du point de vue qualitatif et quantitatif, des tolérances optimales dans de nombreux cas. Dans le cas de mécanisme en structure parallèle, nous introduisons la notion de domaine jeu résiduel et de domaine d'incertitude. A l'aide de ces domaines, la méthode d'analyse permet de définir les conditions nécessaires et suffisantes d'assemblage. Elle permet également de généraliser cette étude pour vérifier d'autres conditions fonctionnelles comme les conditions de précision. Les perspectives de développements consistent à généraliser l'approche sur des mécanismes de structure quelconque, et à intégrer ces méthodes d'analyse et de synthèse dans les systèmes de C.A.O..
Domaines
Mécanique [physics.med-ph]
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