Carrefour numérique² - fablab

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Fabriquée avec Jean-Louis (en fait surtout par lui…)

Il suffit de donner quatre mille sept cent trente-six tours de manivelle pour que les six lettres du mot FABLAB soient à nouveau impeccablement alignées. Une machine à rien faire, fabriquée avec une découpeuse laser, Inkscape et des chutes de bois. Tous deux fascinés par les engrenages classiques, nous avons décidé de fabriquer une machine avec des gros rouages en bois. Un projet ludique qui nous permettrait de mieux comprendre la mécanique et d’unir nos compétences, peut-être pas si grandes, mais tellement complémentaires.

Très vite, le projet s’est dessiné : une manivelle meut des engrenages qui font tourner les lettres F, A, B, L, A et B. Si possible, n’utiliser que des pièces en bois découpé et ne pas employer de colle.

La machine n’ayant pas d’utilité précise, la conception générale s’est faite sur le tas. Ce fut plutôt une exploration au cours de laquelle nous avons rencontré quelques problèmes intéressants :

Différents logiciels et différentes sources. Pleins de bonnes volontés, nous avons d’abord étudié les différentes sources préconisées par le wiki du Fablab. Pour mémoire :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Engrenage#Denture_droite

http://wikimeca.org/index.php?title=Les_engrenages

http://www.mathcurve.com/courbes2d/engrenage/engrenage.shtml

Sans oublier, la page de Bumblebee sur le wiki du Fablab : http://carrefour-numerique.cite-sciences.fr/fablab/wiki/doku.php?id=ressources:mecanique:engranges_denture_droite#principales_caracteristiques_des_roues_dentees

Mais tout ceci était peut-être un peu trop compliqué pour nos petites têtes et notre modeste projet qui ne consistait qu’à réaliser des grosses roues en bois. Alors nous nous sommes acharnés sur les générateurs d’engrenages de nos deux logiciels préférés : Inkscape (menu : extensions/ rendu/engrenage) et Blender (extension à activer dans les préférences : AddMesh. Puis menu : add/mesh/Gears/Gear). Finalement, pour cette fois, c’est Inkscape qui a gagné. Bien qu’assez fruste, il nous a tirés d’affaire. Mais ce qui continuait à nous poser un problème, c’est le calcul de l’entraxe, c’est-à-dire la distance entre les axes des deux roues. Trop rapprochées, elles se coincent,et trop écartées, les dents sautent leur tour…

Retour aux bons textes, la solution était dans le premier schéma exposé par Bumblebee sur le Wiki du Fablab :

Le diamètre des roues ne se calcule pas à la pointe des dents, ni à leur base, mais au point de contact des dents sur le « cercle primitif ». Traduis en engrenages inkscape, cela donne :

A partir de cela tout devient clair : l’entraxe est la somme des diamètres des deux roues. Bumblebee utilise une formule beaucoup plus élaborée, mais nos travaux rudimentaires en bois n’ont pas nécessité une telle précision.

Le diamètre se calcule à partir du pas de l’engrenage et du nombre de dents : Diamètre = ( pas de l’engrenage * nombre de dents) / Pi

( Selon les goûts, Pi peut être remplacé par 3,14 ou par 3,141 592 653 589 793 ou même par http://jlsigrist.com/pi.html )

Travaillant uniquement en découpe et à une échelle assez grossière, il est vite apparu que ce système de roues à fenêtres devait être le plus efficace et le plus robuste pour des engrenages perpendiculaires

Voulant tout réaliser à la découpeuse laser, nos axes sont carrés. 8mm de côté en contreplaqué.

Lors des premiers essais, ils se sont rapidement cassés. Deux raisons: nos engrenages grippaient et nous utilisions des axes trop longs. En réduisant l’écart des rouages et en maitrisant les frottements, les axes se sont avérés efficaces. A l’avenir, nous essaierons avec du tasseau de 9 mm.

Les axes étant carrés, il fallait fabriquer des rondelles pour qu’ils tournent dans les supports. Elles permettent également de caler et étager les roues dentées. Pour limiter la friction, certaines rondelles ont été fabriquées en plexiglas.

Nous avons également réalisé des clips de serrage qui sont des rondelles ouvertes qui s’enfoncent à force autour de l’axe. Dans le fichier suivant, remarquez que les bords du clips de serrage se resserrent légèrement vers l’ouverture :