Mini Projet - Joint d'Oldham

1. Contexte

Dans le cadre de l'UE UM4RBR20 nous devons réaliser un Mini-Projet à thématique libre,  utilisant au moins 2 des 4 méthodes de fabrication étudiés pendant les enseignement, à savoir, l'impression 3D, la découpe laser, la découpe jet d'eau et le fraisage.

Nous avons décidé de réaliser un joint d'Oldham combinant le fraisage pour fabriquer le joint en lui même, l'impression 3D pour la manivelle et la découpe laser pour les support à des fins de démonstration.

2. Joint d'Oldham

Fonctionnement

Le joint d'Oldham est un mécanisme de couplage, son bût et de relier 2 arbres rotatifs, en d'autre terme on transfert la rotation d'un arbre vers un autre. La particularité du joint d'Oldham est qu'il permet un accouplement entre deux arbres quasi coaxiaux.

(Images et animation récupérés sur le site suivant : https://turgotlimoges.scenari-community.org/STI2D/Ressources%20STI2D/TP_WORKS%C2%A0/res/06_transm_transfo_mvt.eWeb/export/visu156.html)

On peut remarquer sur l'animation de droite que nos 2 arbres ne sont pas coaxiaux et que le joint d'Oldham avec son mécanisme reliant 2 liaisons glissières, permet de transférer la rotation du premier arbres vers le second tant que la distance entre les axes est petite. Ce système de couplage est notamment utilisé dans les cadres industriels ou il bien plus pertinent de corriger les erreurs d

Conception

Nous avons tout d'abord commencé par concevoir un modèle 3D de la pièce mécanique afin de s'assurer de son bon fonctionnement avec le design que l'on avait en tête. L'assemblage se composera des 2 pièces et du support ci-dessous.

L'un des avantages de la fraiseuse pour réaliser ce joint est qu'il n'était pas nécessaire de réaliser un modèle 3D entier de la pièce mais uniquement les motifs à creuser dans le bois et connaître les profondeurs de creusage. Ainsi, les fichiers DXF oldham_centre.DXF, oldham_extremite.DXF trouvables en PJ de cette page sont relativement rudimentaires. En effet, la première pièce permet à la fois de faire les 2 plateaux et la noix et la seconde permet de faire les parties à supporter par les supports.

Nous avons utilisé du contre-plaqué 30mm et les mesures de creusages suivantes :

Pièce	Plateau Droite	Plateau Gauche	Noix (partie 1)	Noix (partie 2)	Extrémité Droite	Extrémité Gauche
Profondeur languette (en mm)	15	15	-15	-15	-15	-15

Ici, une profondeur négative signifie juste que nous avons creusé autour de la forme (languette ou pilier) pour la faire ressortir par rapport au reste. 

Les photos de gauche ci-dessus montrent les plateaux vissés aux pièces de supports. Sur la 3ème photo il s'agit de la pièce qui permettra d'enfoncer la poignée pour faire tourner le tout (il sera à terme collé à l'emplacement dédié). Enfin, sur la photo de droite, nous pouvons voir les 2 parties de la noix vissées de sorte à ce que les languettes soient perpendiculaires entre elles.

3. Les Supports

Nous avons fait le choix de les concevoir par découpe laser car il s'agit du moyen le plus rapide et fiable. Les fichiers DXF des 2 parties du support sont disponibles ici : support_old_dxf.DXF, plateau_support_dxf.DXF, ainsi que les pièces de l'assemblage SolidWorks présentées ci-dessous. Nous avons utilisé du MDF 6mm qui est plus rigide et compacte, qualités dont nous avions besoin pour assurer que le support de 'tangue' pas trop. Enfin, nous avons fait attention à bien prendre en compte le diamètre du laser en prenant une marge de 0.1cm dans les trous de jointures des 2 pièces.

3. La Manivelle

La manivelle comme pour le joint d'Oldham à été conçu sur Solid Works, puis imprimée en 3D. Le modèle de la manivelle est disponible ici : Manivelle.SLDPRT (il serait très pertinent de modifier la taille de la manivelle vu que pour l'instant il est aussi grand que les supports)

4. Montage Complet

5. Améliorations

5.1 Les supports

Nous voulions pouvoir agir sur la distance entre les 2 axes de rotation du mécanisme de manière simple, c'est pourquoi nous avons opté sur des supports détachés plutôt que des supports reliés comme nous l'avions imaginé lors de la conception du modèle 3D présenté plus haut. Néanmoins, cela apporte son lot de problème. Premièrement, la stabilité, en effet, comme les supports ne sont fixés à rien, lorsqu'on utilise le mécanisme tout bouge et cela perturbe son bon fonctionnement en décalant par exemple le paralèlisme nécessaire des plateaux.

5.2 L'axe

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