Niveau : Débutant
Logiciel : FreeCAD v0.17

Dessin de définition de la roue dentée :

Un dessin de définition représente une pièce ou une partie d’objet projetée sur un plan avec tous ses détails comme les dimensions en cotations normalisées et les usinages. Il est l’opposé du plan d’ensemble.

I. Création d’un nouveau fichier et sélection d’un atelier

Après le lancement du logiciel, cliquez sur Fichier > Nouveau ou CTRL + N. L’icône « Créer un nouveau document vide » permet également la même chose.

Nous arrivons sur un écran vide. Cliquez sur Affichage > Atelier > Part Design. Le menu déroulant « Basculer entre les ateliers » fera exactement la même chose.

Le logiciel est fractionné en plusieurs ateliers contenant des outils distincts. En fonction des situations, l’utilisateur sera amené à passer d’un atelier à un autre pour les combiner.

II. Création de l’esquisse de la roue dentée

Bien qu’il soit possible de créer une roue dentée à partir d’une esquisse construite manuellement, nous allons nous servir ici d’un module de FreeCAD qui va nous faciliter grandement la tâche. Le module en question se nomme « Involute gear … ».

Cliquez sur le menu Part Design > Involute gear…

Une roue dentée apparaîtra au milieu de l’écran et à gauche, dans l’onglet Tâches, une boite de dialogue « Paramètres de la développante » vous demandera quelques informations complémentaires concernant l’esquisse.

Conformément au dessin de définition, nous remplirons les divers champs comme ceci :

  • Nombre de dents (z) : 16
  • Module (m) : 0,67 mm
  • Angle de pression : 20,00 °
  • Haute précision : Vrai
  • Engrenages externes : Vrai
Module :

Pour une roue dentée dont l’angle de pression est de 20 °, nous pouvons déterminer le module de différentes façons :

module (m) = diamètre primitif de la roue dentée (Dp) / nombre de dents (z)
module (m) = hauteur d’une dent (h) / 2,25

Dans notre cas, la roue originale avait un diamètre extérieur (sur dents) de 12,07 mm et un diamètre de gorge (pied de dents) de 9,07 mm. Donc une dent mesure selon la formule suivante : (12.07 – 9.07) / 2 = 1,50 mm.

Module = 1,50 / 2,25 = 0,67 mm

Une fois nos paramètres entrés dans le formulaire, cliquez sur Appliquer puis OK pour valider.

III. Création d’un corps pour l’esquisse de la roue dentée

Comme la fonction « Involute Gear » ne crée pas de corps pour notre esquisse, elle ne peut pas être manipulée dans l’atelier Part Design. Pour ce faire, nous allons lui créer un corps et lier l’esquisse à celui-ci.

Cliquez sur le menu Part Design > Créer un corps. Le bouton « Créer un nouveau corps et l’activer » permet exactement la même chose.

Cliquez sur l’onglet Modèle, en haut à gauche de l’écran, pour afficher l’arbre de construction.

Sélectionnez Body puis cliquez sur Group dans l’onglet Données pour afficher le bouton […].

Cliquez sur ce dernier et une fenêtre nommée « Lien » apparaîtra au milieu de l’écran. Sélectionnez InvoluteGear depuis la liste puis OK pour valider.

Désormais, notre esquisse possède un corps et peut être modifiée depuis l’atelier Part Design.

IV. Protrusion de l’esquisse de la roue dentée

Cliquez sur le menu Part Design > Protrusion. Le bouton « Faire une protrusion à partir de l’esquisse sélectionnée » fonctionne également.

Dans l’onglet Tâches, sélectionnez « Cote » et entrez une « Longueur » de 8,16 mm dans les champs de la boite de dialogue « Paramètres de protrusion ».

Cliquez sur OK pour valider.

V. Création et cotation de l’esquisse de l’alésage de la roue dentée

Appuyez sur le chiffre « 2 » du pavé numérique pour voir la roue depuis la vue du dessus.

Cliquez sur la face de la roue dentée qui deviendra verte puis sur le bouton « Créer une nouvelle esquisse ». Le menu Part Design > Créer une esquisse fonctionne également.

Un repère sur XY, composé d’une ligne verte (Y) et d’une ligne rouge (X), est désormais présent à l’écran. Tout autour de celui-ci, une grille formée de lignes pointillées blanches espacées de 10 mm par défaut vous servira de guide lors du placement de vos points.

Avec l’outil « Créer un cercle dans l’esquisse », cliquez sur l’origine du repère et étendez votre cercle de façon qu’il soit bien visible. Ne vous souciez pas de la taille du cercle pour le moment.

Sélectionnez votre cercle puis cliquez sur l’outil de cotation « Fixer le rayon d’un cercle ou d’un arc ». Le raccourci MAJ + R fonctionne également.

Dans la fenêtre « insérer un rayon », entrez 5,17 / 2 mm puis OK pour valider.

L’esquisse devrait être totalement contrainte (esquisse de couleur verte), vous pouvez donc cliquer sur Fermer pour revenir à la vue 3D.

VI. Formation de l’alésage par enlèvement de matière

Appuyez sur le chiffre « 0 » du pavé numérique pour revenir à la vue axonométrique.

Cliquez sur le menu Part Design > Cavité. Le bouton « Créer une cavité à partir de l’esquisse sélectionnée » fonctionne également.

Dans l’onglet Tâches, sélectionnez « A travers tout » dans la boite de dialogue « Paramètres de cavité » puis cliquez sur OK.

La roue dentée est désormais terminée et prête pour l’exportation vers un logiciel trancheur comme Cura par exemple.

Ressources

La pièce illustrant ce cours a permis de réparer un hachoir électrique (Hélas, je n’ai pas retenu la marque du produit) lors d’une opération Répar’café. Elle a été imprimée en PLA avec une SIGMA BCN3D.

Fichier FreeCAD v0.17 : Roue_dentee.fcstd
Clé SHA256 : 7db96190abcebf9c070fb968dcd1195ffbedadabc267b1f17d90ff23654b3078

Fichier STL : Roue_dentee.stl
Clé SHA256 : c8762c8ce0d3356176dc4b993fa298c51b4eea131238c390f279911575bbd0b3