Les Clavettes
1° Détermination de la dimension d'une clavette - Pression de matage -

1° Rappel

Une clavette permet, dans une liaison à contact cylindrique, de supprimer la rotation. Cette rotation restant possible suite à un montage glissant (poulie / arbre). L'arrêt en rotation étant du type " à obstacle ", il est néanmoins nécessaire d'empêcher le moyeu de translater sur l'arbre (utilisation d'épaulements et de vis).

L'immobilisation du moyeu sur l'arbre, peut s'effectuer d'autres façon :
- par goupille ( fendue ou non )
- par cannelures
  • par dentures
  • par assemblage biconique
    - par frettage (dilatation et/ou contraction des organes par chauffe ou refroidissement)
    - par ajustement serrés (diffère du frettage car l'assemblage est fait à la presse)

  • 2° Choix

    Les critères de choix de ces assemblages étant : Le démontage prévu, les outils, l'absence de démontage, l'encombrement, les matériaux,les coûts, la précision, la puissance transmise.

    3° Montage

    Le montage par clavette est coûteux mais pas excessif (ajustement de l'arbre, de la clavette et du moyeu). Son utilisation est courante. Par contre les couples transmis sont plus élevés que par goupille et moins élevés que par cannelures.
    . En cas de casse, l'élément à changer est la clavette. Le choix des matériaux est donc primordiale, puisque l'usinage effectué dans l'arbre affaibli celui-ci (concentration de contrainte).

    4° Désignation

    Désignation d'une clavette :
    CLAVETTE PARALLELE , FORME A, 14 x 9 x 50


    Par conception, l'arbre est ajusté H7 et le moyeu h7, ceci donnant un assemblage incertain.
    La clavette possède aussi des dimensions ajustées (sauf longueur) ainsi que la rainure et son logement.


    4° Sollicitations

    La clavette est soumise à du cisaillement.

    Mais, c'est le matage qui permet de dimensionner la clavette. Le matage causant de plus grandes déformations sur la clavette que le cisaillement. ( un calcul de matage donne une longueur plus grande de la clavette ). Une sollicitation au matage entraîne une déformation permanente de la surface, il est donc nécessaire que les forces de pression s'exerçant entre les surfaces en contact soient inférieures aux pressions de matage p0.
    Clavette au départ


    Clavette matée

    5° Pression asmissible

    Valeurs de pressions admissibles entre pièces immobiles ou en mouvement dans des conditions déterminées ci-dessous :

    Contact entre pièces fixes Pressions admissibles en MPa
    Sur acier ou fonte sans matage 80 à 100
    Sur acier ou fonte avec léger matage ou sur béton 200 à 250
    Contact entre filet (ex :vis d'assemblage 15 à 30
    Contact entre pièces mobiles Pressions admissibles en MPa
    Contact entre filet 2 à 6
    Articulation en porte à faux 0,5 à 8
    Articulation en chape (ou fourchette) 1 à 25
    Paliers rigides avec flexion de l'arbre (aciers ou fonte) 1 à 1,5
    Paliers à rotule, acier sur bronze à graissage intermittent 1,5 à 2,5
    Paliers acier trempé / bronze. Lubrification sur film d'huile 2,5 à 4
    Paliers rectifiés de bielles ; graissage normal ou sans pression 6 à 9 ou 9 à 15
    Paliers de moteur ( automobile, aviation ) ; rotules de coussinets 10 à 25
    Un calcul de matage revient à calculer la pression qui s'exerce entre les surfaces. Ces forces de pressions sont issues d'une Action Mécanique transmise qui se répartie sur une surface (flanc de la clavette par exemple).
    Une clavette est normalisée : les dimensions transversales dépendent de la dimension de l'arbre. C'est la longueur de la clavette qui est déterminée.

    Justification :

    La condition à respecter pour un fonctionnement optimum est : longueur clavette / diamètre de l'arbre < 2,5



    Voir exercices.