1- Introduction

Un mécanisme est construit à partir de pièces en liaison les unes avec les autres (pivot, glissière, rotule, encastrement, etc., voir la modélisation des liaisons). Définies par le concepteur, elle assurent des mouvements relatifs ou bien en empêchent entre deux pièces liées.

2- Pourquoi une tolérance ?

Problème :

Construire des liaisons pose différents problèmes technologiques. La difficulté principale réside dans le fait de réaliser un assemblage de pièces aux dimensions précises et réalisant une fonction technique.

Exemples :

Dans la liaison pivot suivante, un jeu radial est nécessaire pour que la roue (2) puisse tourner autour de l'arbre (1).

1 : Arbre
2 : Roue dentée
3 : Rondelle plate (Z)
4 : Ecrou (H)

Supposons que le concepteur désire un jeu radial de 0,05mm. On pourrait alors coter (dimensionner) les diamètres de la façon suivante :

d1 = 16 mm

d2 = 16,05 mm

Jeu = d1 - d2 = 0,05 mm

Pour l'arbre (1), cela implique que :

d1 = 16,00000000000... mm

aucun défaut de cylindricité

Dans une fabrication en série, aucun processus de fabrication (tournage, moulage, forgeage, etc.) n'est capable de cette perfection.

Par voie de conséquence, un jeu de 0,050000000...mm entre l'arbre et l'alésage est lui aussi impossible à obtenir.

Solution :

Puisque les dimensions des pièces fabriquées fluctuent (+ ou - aléatoirement), le jeu nécessaire au fonctionnement de la liaison pivot ne peut donc pas être défini avec une seule valeur.

Le concepteur doit alors nécessairement tolérer des écarts entre la cote théoriquement souhaitée et celle qui sera effectivement réalisée sur la machine.

Le concepteur définit donc des limites acceptables :

Un jeu minimum : J min = 0,02 mm (par exemple)
Un jeu maximum : J max = 0,06 mm (par exemple)

3- Tolérancement : conséquences

Lien avec les chaînes de cotes :

Une chaine de cotes tracée à partir du jeu J font intervenir les diamètres de l'arbre (1) et de l'alésage (2) :	J = d2 - d1
Si le jeu J possède une valeur minimum et maximum, cela implique :	J min = d2 min - d1 max J max = d2 max - d1 min

Conventions d'écriture :

Cote maxi = Cote Nominale + écart supérieur

Cote mini = Cote Nominale + écart inférieur

On entend par "Cote", un jeu, un serrage, un diamètre, etc.

Puisque la cote possède 2 limites, elle est précisée "bilimite"

Conventions de représentation :

Chaque pièces dans un assemblage possède donc une cote tolérancée sur son dessin de définition. Les caluls associés aux chaînes de cotes permettent de coter les différents écarts de l'arbre et de l'alésage.

Survolez ci-dessous pour les deux conventions de représentation

Assemblage réaliste	Assemblage stylisé	Dessins de définition

4- Normalisation des écarts

Pourquoi une norme ?

Affecter des tolérances (écarts supérieur et inférieur) aux cotes nominales résoud le problème technologique lié à la fabrication des pièces.

Par soucis économique et non technologique, on restreint :

- Le choix des dimensions nominales
- Le choix d'une tolérance pour une cote nominale.

L'intérêt est de créer une gamme d'outils de fabrication standardisés moins chers à fabriquer en grande série que des outillages spécifiques (pour une cote spécifique). cette logique s'applique aussi aux moyens de contrôle.

Il existe donc des normes internationales (ISO) proposant des écarts pour les tolérances des pièces mécaniques ; tout choix de tolérances doit alors être fait préférentiellement dans les valeurs ISO.

Notation ISO :

La notation ISO d'une cote remplace la convention d'écriture habituelle (2 écarts numériques explicitement notés) par un code alpha-numérique.

Exemples :

Survolez ci-dessous chaque élément de la notation pour en savoir plus

50

H

10

150

g

8

20

f

7

5- Utilisation des écarts ISO

Il y a 2 possibilités pour le technicien.

Rechercher une cote ISO à partir d'une cote bilimite :

Question :
Existe-t-il une tolérance ISO pour celle voulue par le concepteur ?

Exemple :

- Cote nominale : CN = 16 mm
- Ecart supérieur : e sup = 0,04 mm (40 µm)
- Ecart inférieur : e inf = 0 (0 µm)

Survolez les étapes ci-dessous pour voir l'analyse pas à pas

Etape 1	Etape 2	Etape 3	Etape 4	Etape 5	Etape 6	Etape 7

Traduire une cote ISO en cote bilimite :

Question :
Quels sont les écarts supérieur et inférieur de la cote ISO ?

Exemple :

- Cote nominale : CN = 16 mm
- Position de l'IT : H
- Degré de tolérance : 6

Survolez les étapes ci-dessous pour voir l'analyse pas à pas

Etape 1	Etape 2	Etape 3	Etape 4	Etape 5	Etape 6

Tableaux de référence :

Afin de mettre an application les analyses précédentes, vous pouvez accéder ci-dessous à un recueil dynamique correspondant au Guide du Dessinateur Industriel.

Cliquez votre choix

	Tolérances ISO pour les alésage
	Tolérances ISO pour les arbres
	Degrés de tolérance et IT
	Dimensions linéaires nominales

6- Ajustements

Définition :

On appelle ajustement l'association de chaque tolérance ISO dans un assemblage de deux pièces (un contenant et un contenu).

Exemples : 12 H7 / f7 ; 26 H8 / h7 ; 66 H7 / k6

Notez bien qu'un ajustement se compose de :

- La cote nominale, commune au contenant et au contenu
- La tolérance ISO du contenant (Alésage => lettre majuscule)
- La tolérance ISO du contenu (arbre => lettre minuscule)

Sur les dessins d'ensemble des mécanismes, les ajustements entre les pièces assemblées doivent être indiqués ; cela permet, lors de la lecture du plan, de savoir si l'emmanchement est libre ou forcé (c'est à dire capable ou non de transmettre des efforts).

Convention d'écriture :

Un ajustement se définit sur un dessin comme une cote mais en notant les tolérances des 2 pièces en présence

Ajustements usuels :

L'expérience montre que parmi tous les ajustements ISO possibles, seuls quelques uns sont utilisés fréquemment ; vous devez les connaître :

Survolez ci-dessous pour voir les différents types d'ajustements

Glissant

H/g : Liaison glissière
H/f : Liaison pivot
H/j : Montage claveté

Montable et démontable sans effort, mouvements possibles.

Glissant juste

H/h : à la main

Montable et démontable sans effort, mobilités possibles mais non utilisables.

Incertain

H/k : à la main
H/m : au maillet

Montage avec ou sans effort selon configuration des pièces.

Serré

H/p : à la presse
H/s

Montable avec effort, pas forcément démontable, pièces solidaires (transmission d'efforts).

Figure de principe

Différences de dimensions exagérées

Représentation stylisée

Formulaire :

Ajustement avec jeu	Jeu max = Alésage max - arbre min Jeu min = Alésage min - arbre max IT Jeu = \|Jeu max - jeu min\| IT Jeu = IT Alésage + IT arbre
Ajustement avec serrage	Serrage max = Alésage min - arbre max Serrage min = Alésage max - arbre min IT Serrage = \|Serrage max - Serrage min\| IT Serrage = IT Alésage + IT arbre
Ajustement incertain	Jeu max = Alésage max - arbre min Serrage max = Alésage min - arbre max

Choisir un ajustement usuel :

(NF E 02-100 à NF E 02-118), source : GDI

Emplois de l'ajustement				H6	H7	H8	H9	H11
Pièces mobiles	Grand jeu nécessaire (dilatation, mauvais alignement, portée très longue,etc.)		c				9	11
			d				9	11
	Pièces tournante ou glissante (bague, palier, bon graissage assuré)		e		7	8	9
			f	6	6-7	7
	Guidage précis, mouvement de faible amplitude		g	5	6
Pièces immobiles	Démontage, remontage possible sans détériorer les pièces Transmission d'effort impossible	Montage à la main	h	5	6	7	8
		Montage à la main	js	5	6
		Montage au maillet	k	5
		Montage au maillet	m		6
	Démontage impossible sans détériorer les pièces Transmission d'effort possible	Montage sous presse	p		6
		Montage sous presse ou par dilatation	s			7
			u			7
			x			7