Embrayage
plan
Le but de
cet exercice est de déterminer le couple transmissible maximal transmissible
par un embrayage plan. L’étude est donc menée à la limite du glissement entre
les disques.
L’embrayage
est représenté par le schéma ci-dessous :
L’arbre 3 est moteur et entraîne 2 en rotation d’axe 
par rapport au carter grâce à une liaison glissière. Ce
mouvement est donc transmis à l’arbre 1
ou non, suivant qu’il y a adhérence ou non entre les disques respectivement
solidaires de 2 et 1.
L’adhérence
des disques est obtenue par :
- un fort coefficient de
frottement
entre 1 et 2, - l’application d’un effort sur 2 développé par un ressort R. Cet effort est modélisé
par un glisseur de résultante
.
On prend en
compte les hypothèses simplificatrices suivantes :
- la surface de contact entre les
disques 1 et 2 est un anneau, la
pression de contact y est uniformément répartie. On note pn la pression de
contact normale.
- l’action de la pesanteur est
négligée devant les autres actions mécaniques.
- hormis dans la liaison appui
plan entre les disques, toutes les liaisons sont parfaites.
La démarche
consiste à écrire dans un premier temps le modèle local
en M, puis en intégrant à écrire le modèle
global, c'est-à-dire le torseur de l’action de 2 sur 1
dont on veut connaître le moment sur 
. On cherchera donc :
- à exprimer la pression de
contact normale en fonction de l’effort presseur développé par le
ressort :
- à exprimer le moment
élémentaire en 0 de l’action tangentielle locale appliquée en
M :
- à exprimer le moment
transmissible par 2 en
intégrant sur la surface de contact en fonction de l’effort
presseur :
La démarche est identique pour calculer le couple de frottement
d’une butée verticale, par exemple, sur un palier. Dans ce cas l’effort
presseur correspond au chargement axial de la butée. La surface du contact est
aussi un anneau.