# Conception de liaisons mécaniques/Arrêt en rotation par clavetage

Une clavette permet de supprimer la rotation entre deux pièces : un arbre et une pièce alésée accueillant l'arbre (le moyeu). De fait elle permet la transmission d'efforts radiaux entre l'arbre et la pièce femelle.

## Utilisation

Cette solution est utilisée dans la réalisation de :
* liaisons glissières : une liaison pivot glissant est réalisée par l'arbre dans l’alésage et la rotation entre l'arbre et l'alésage est supprimée à l’aide d'une clavette formant ainsi une liaison glissière.
* liaisons encastrements : une liaison pivot glissant est réalisée par l’arbre dans l’alésage, la translation restante est bloquée grâce à un épaulement sur l’arbre et la rotation restante est supprimée par l’utilisation de la clavette.
L'utilisation de clavette a pour inconvénient de fragiliser l'arbre à cause de la rainure. Elles sont fréquemment présentes sur les arbres des machines tournantes (moteur, pompe, réducteur, ...).

## Fabrication des rainures de clavette

Une clavette se loge dans deux rainures :
* une rainure de clavette dans l'arbre : elle est réalisée soit à l’aide d'une fraise deux tailles (la rainure a alors une forme oblongue), soit avec une fraise trois tailles (la rainure a alors une forme de demi-lune ou un fond plat se terminant par un arrondi)
* une rainure dans la pièce femelle appelée mortaise : elle est réalisée soit à l'aide d'une broche (si la mortaise est débouchante des deux côtés), soit à l’aide d'une mortaiseuse
* 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

## Types de clavette

Il existe différents types de clavettes en fonction de la forme. Le choix du type de clavette se fera en fonction de la forme de la rainure réalisée. La forme de la rainure est elle dépendante des moyens de fabrication utilisée.
* Clavette de type A pour rainure usinée avec une fraise deux tailles
* Clavette de type B pour rainure usinée avec une fraise deux tailles ayant suivit une déplacement axiale
* Clavette de type C pour rainure débouchante usinée avec une fraise deux tailles
* Clavette de type disque pour rainure usinée avec une fraise trois tailles ayant suivit un déplacement radiale

## Montage de la clavette

Conditions de montage :
* La clavette doit être montée serrée dans l’arbre (M9h9 par exemple).
* La clavette doit être montée libre dans la pièce femelle (G9h9 par exemple).
* Un jeu fonctionnel doit exister entre la partie supérieure de la clavette et le fond de la mortaise.
* De manière générale, la clavette est toujours plus enfoncée dans l’arbre que dans l’alésage.

## Dessin de la clavette

* Une clavette est représentée non coupée dans un plan longitudinal et coupée dans un plan transversal.
* Si la clavette possède des arrondies (clavettes de type A, C, ...), il faut représenter les traits d'axes correspondants.
* Dans une vue en coupe longitudinale, l'arbre n’est pas coupée dans sa globalité mais une coupe local de l’arbre doit être fait au niveau de la clavette (pour montrer la rainure).
* Il faut bien penser à représenter le jeu fonctionnel entre la partie supérieure de la clavette et le fond de la mortaise.

# Dimensionnement

La clavette a pour rôle de transmettre un couple (C) entre l'arbre et le moyeu. Il en résulte deux sollicitations auxquelles la clavette doit résister :
* le cisaillement
* le matage
Dans les hypothèses où les dimensions de la clavette sont petites devant le diamètre, l’effort transmis est donné par :
$F={\frac {C}{R}}={\frac {2C}{d}}$

## Résistance au matage

Deux surfaces de la clavette peuvent subir le matage :
* la surface de contact radiale entre l'arbre et la clavette (S$_1$)
* la surfacer de contact radiale entre la mortaise et la clavette (S$_2$)
La pression de matage s'exprime ainsi:
$p={\frac {F}{S}}$
Les surfaces de contact peuvent s'exprimer ainsi :
$S_{1}=(j-d)L$
$S_{2}=(b-(d-j))L$
De manière générale la surface la plus petite est S2 car la clavette est généralement plus enfoncée dans l'arbre que dans la mortaise, ainsi :
$p_{max}={\frac {F}{S_{2}}}={\frac {F}{L(b-d+j)}}={\frac {2C}{Ld(b-d+j)}}$

# Bibliographie

* Raphaël Allais, http://enseignement.allais.eu, Sciences industrielles pour l'ingénieur - CPGE PTSI.
| Généralités | Liaison encastrement démontable |