Clavette (mécanique)
En mécanique, une clavette (étymologiquement, une petite clé) est une pièce qui a pour fonction de lier en rotation deux pièces (liaison de moyeux). En complément, elle peut être dimensionnée pour se rompre par cisaillement lorsque le couple transmis est trop important.
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Utilisation
Les clavettes ont notamment été longuement utilisés pour assembler les manivelles de pédalier de bicyclette à l'axe du pédalier, avant la généralisation d'autres types d'axes de pédalier.
Pièces à accoupler
Sur la pièce mâle (l'arbre), la clavette se loge dans une rainure de clavette. La rainure peut être réalisé à l'aide d'une fraise deux tailles ou trois tailles.
Sur la pièce femelle, la clavette se loge dans une mortaise. La mortaise est réalisée par mortaisage ou par brochage (si elle est débouchante)
Usinage d'une rainure de clavette avec une fraise 2 tailles
Rainure de clavette réalisée avec une fraise 2 tailles
Usinage d'une rainure de clavette avec une fraise 3 tailles
Rainure de clavette réalisée avec une fraise 3 tailles
Mortaise de clavette
Type de clavettes
Il existe six grandes familles de clavettes :
- clavettes parallèles
- clavettes parallèles fixées par vis
- clavettes disques
- clavettes tangentielles
- clavettes inclinées (à encastrer, à chasser ou à talon)
- clavette à talon
Clavettes parallèles
Elles sont utilisées lorsque le diamètre d de l'arbre est proche de la longueur l de la clavette (l<1,5d). Il existe trois formes de clavettes parallèles :
Clavette de type A
Clavette de type B
Clavette de type C
Protecteurs de clavettes
Les protecteurs de clavette servent pour la protection des bouts d'arbres et maintien simultané de la clavette.
Chasse-clavette
Un chasse-clavette (pluriel des chasse-clavettes) est un outil permettant d’extraire une clavette de son logement.
Dimensionnement
Une clavette se dimensionne selon deux critères : le cisaillement et le matage.
Contrainte de cisaillement
Pour qu’une clavette résiste en cisaillement, il faut que la contrainte T soit inférieure ou égale à Rpg, la résistance pratique au glissement.
Surface cisaillée Sc
avec
a = largeur de la clavette en mm
L = longueur de la clavette en mm
Effort appliqué sur la clavette F
avec
C = couple de rotation de l’arbre en N mm
R = rayon de l’arbre en mm
Résistance pratique au glissement Rpg
Rpg= résistance pratique élastique au glissement (ou cisaillement)
avec
s = coefficient de sécurité (généralement égal à 2)
Rg = 0,5 à 0,8 Re avec Re = Résistance élastique à la traction
Pression de matage
Pour qu’une clavette résiste au matage, il faut que la pression de matage Pm soit inférieure ou égale à la pression admissible Pa.
Surface matée Sm
avec
b = hauteur de la clavette en mm
L = longueur de la clavette en mm
Effort appliqué sur la clavette F
avec
C = couple de rotation de l’arbre en N mm
R = rayon de l’arbre en mm
Pression admissible Pa
Clavetage glissant sous charge : 2 à 20 MPa
Clavetage glissant sans charge : 20 à 50 MPa
Clavetage fixe (cas le plus fréquent) : 40 à 150 MPa
Matière première
La matière pour clavette métallique se fournit en barreaux. Ce peut être de l'acier normal, de l'inox, du titane, etc.
Le critère le plus contraignant sera retenu pour déterminer les dimensions de la clavette.
Clavetage
Le clavetage peut être réalisé par :
- des clavettes inclinées (à encastrer, à chasser ou à talon) ;
- des clavettes tangentielles ;
- des clavettes parallèles ;
- des clavettes fixées (par vis) ;
- des clavettes disques.
Le clavetage parallèle est utilisé dans le cas où l'excentricité entre moyeu et arbre n'est pas admissible.
Voir aussi
Articles connexes
- Cannelure
- Dentelure
- Strie
- Un clavetage économique dit entre cuir et chair (par goupille ou par vis).
- Goupille de cisaillement
