Clavette : Calcul au Cisaillement, Matage et règles pratiques

1 – Dimensions et tolérances normalisées des clavettes :

La section de la clavette (largeur – hauteur) est définie par la norme NFE-22-177. A chaque plage de diamètre d’arbre correspond une hauteur et une largeur de clavette.

Les dimensions normalisées des clavettes sont données ci-dessous.

2 – Calcul de la clavette :

2-1 – Vérification au cisaillement :

Pour qu’une clavete résiste en cisaillement, il faut que la contrainte τ soit < ou = à Rpg.  Pour vérifier cette condition, il suffit de dérouler les calculs ci-dessous :

  • Surface cisaillée  Sc (mm²) :
    • Sc = a x L  avec a = largeur de la clavette en mm et L = longueur de la clavette en mm.
  • Effort appliqué sur la clavette F (N) :
    • F = 2C / D avec C = couple dans l’arbre en N.mm et D = diamètre de l’arbre en mm.
  • Contrainte de cisaillement τ (MPa) :
    • τ = F / Sc = 2C / aLD <= Rpg avec Rpg = résistance pratique élastique au glissement (ou cisaillement)

Rpg = Rg / s avec s = coefficient de sécurité (généralement = à 2).

Rg = 0,5 à 0,8 Re avec Re = Résistance élastique à la traction.

2-2 – Vérification au matage :

Pour qu’une clavette résiste au matage, il faut que la pression de matage P soit < ou = à la pression admissible Pa. Pour vérifier cette condition , il suffit de dérouler les calculs ci-dessous :

  • Surface matée Sm (mm²) :
    • Sm = (b x L) / 2 avec b = hauteur de la clavette en mm et L = longueur de la clavette en mm.
  • Effort appliqué sur la clavette F (N) :
    • F = 2C / D avec C = couple dans l’arbre en N.mm et D = diamètre de l’arbre en mm.
  • Pression de matage Pm (MPa) :
    • Pm = F / Sm
  • Pression admissible Pa (MPA) :
    • 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

3 – Quelques règles pratiques :

  • Les clavettes sont généralement dimensionnées au matage. Cependant la tenue mécanique au cisaillement étant rapidement vérifiée, il convient de réaliser également ce calcul.
  • La longueur de la clavette ne doit pas dépasser 1,5 x le diamètre de l’arbre. Ceci permet de faciliter le montage en limitant le coincement.
  • Suivant la forme de la clavette, la longueur L à utiliser dans les calculs ci-dessus doit correspondre à la longueur active de la clavette , soit :
    • Pour une clavette de forme A : L active = L totale – a
    • Pour une clavette de forme B : L active = L totale
    • Pour une clavette de forme C : L active = L totale – (a/2)

4 – Selection de livres sur le sujet :

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5 – Des Questions ?

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7 Responses to Clavette : Calcul au Cisaillement, Matage et règles pratiques

  1. mostapha el jai 8 mai 2015 at 21 h 20 min #

    42 CD 4 comme matériau à clavette pour une transmission de grande puissance (Re = 770 Mpa)

  2. Grondin 13 mai 2013 at 9 h 55 min #

    Merci beaucoup pour l’aide ^^

  3. edesignlab 12 mai 2013 at 13 h 08 min #

    Bonjour,

    Pour votre application, je ferais les choix suivants :
    – Matière pour l’alésage : E355 mini
    – Matière pour l’arbre : E355 mini
    – Matière pour la clavette : barreau à clavette (XC48) – C’est la solution la plus économique car ces barreaux ont déjà les tolérances requises pour les clavettes. Il ne reste plus qu’à le couper à la longueur souhaité – voir ce lien.
    – Padm : 100 MPa (fonctionnement permanent).

    Cordialement,

  4. Grondin 12 mai 2013 at 10 h 15 min #

    Ok merci du conseil…je travail sur un projet de panneau publicitaire déroulant et comme les rouleaux fonctionneront non stop je devrais donc choisir une clavette avec un matériau solide,si j’ai bien compris.Donc si je prend une clavette avec un acier E355 et une Padm de 110 MPa sa ira?

  5. edesignlab 11 mai 2013 at 10 h 42 min #

    Bonjour Grondin,

    Le choix sera fait en fonction du matériau utilisé pour réaliser la clavette et du type de solicitation. Si les efforts subis sont constants et réguliers et que vous utilisez un acier de bonne qualité (ex: E355) vous pouvez choisir une pression admissible dans la fourchette haute (110-120 MPa). Si les efforts subis sont variables et irréguliers (ex: changement de sens de rotation brusque) et vous utilisez un acier plus classique (ex: S235), choisissez plutôt une pression admissible dans la fourchette basse (60-70 MPa).

    En espérant que ça vous aidera !

  6. Grondin 11 mai 2013 at 7 h 02 min #

    Tuto bien réalisé…Mais on fait comment pour choisir la pression admissible? du coups pour calculer L je prend Padm= 40 ou 150?

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  1. Calcul coef de sécurité d’une clavette sujet | france - 4 janvier 2015

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