Electrotechnique BTS

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Poulie peseusePoulie peseuse

Poulie de renvoi

Poulie de renvoi

Châssis en 2 éléments

Châssis supérieur

Châssis inférieur

Moteur

Réducteur frein

Tambour

Câble

Charge

Platine variateur de vitesse

Armoire électrique

Grilles de sécurité

Moteur

Réducteur Frein

Tambour

Câble

Charge

Variateur de vitesse

Armoire électrique

Grille de sécurité

Guide câble

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6.4.1

Page 8: Electrotechnique BTS

Réducteur du système de levage

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P

L

A

38

4

5

6

2

39

Câble

M’

3

3

42

5

6

Couronne

Tambour

I2/1

V(L,2/1) = V(L,4/1)

I4/1 = I3/1

ω2/1

L

V(L,2/1)

B

Roulement sans glissement en L de 4/2

V(L,4/1)

ω4/1 = ω3/1 ω6/1

ω5/1

V(M

,3/1

)Roulement sans glissement

en M de 5/3

V(M,3/1) = V(M,5/1)

V(M

,5/1

)

I6/1

I5/1

ω39/1

V(Q,câble/1)

ω2/1

Rapport de réduction:

ω 39/1 / ω 2/1

N

P’

Q

V(P,39/1)

= V(P,câble/1)

CChamp des vecteurs vitesses de 2/1

Champ des vecteurs vitesses de 3et4/1

MV(L,2/1)

2

6.4.3

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Page 12: Electrotechnique BTS

Carter Réducteur 1

Arbre 6

Arbre 3

Arbre 2

Roulement à aiguilles

Arrêt axiaux surBague Intérieure:

Épaulement entretoise

Arrêt axiaux surBague Extérieure:

2 anneaux élastiques

Liaison linéaire annulaire

Roulement à billes

Arrêt axiaux sur Bague Intérieure:

Épaulementanneau élastique

Liaison rotule

Arrêt axiaux surBague Extérieure:

2 anneaux élastiques

ETUDE de la Liaison carter 1 / arbre 6

Page 13: Electrotechnique BTS

Carter Réducteur 1

Arbre 6

Arbre 3

Arbre 2

ETUDE de la Liaison carter 1 / arbre 2

Roulement à billes

Arrêt axiaux sur:Bague Intérieure

épaulement

Arrêt axiaux sur:Bague Extérieure

aucun

Liaison linéaire annulaire

Liaison rotule

Roulement à billes

Arrêt axiaux sur:Bague Intérieure

2 épaulements

Arrêt axiaux sur:Bague Extérieure

2 anneaux élastiques

Page 14: Electrotechnique BTS

Carter Réducteur 1

Arbre 6

Arbre 3

Arbre 2

Liaison rotule

Liaison linéaire annulaireSortie sur couronne tambour

SCHEMA CINEMATIQUE MINIMUM

Liaison pivot

6.4.2

Page 15: Electrotechnique BTS
Page 16: Electrotechnique BTS

Niveau

1 2 3 4

TaxonomieC’est la manière de classer les niveaux d’acquisition des connaissances

Niveau 1 Connaissance Je sais de quoi je parle

Niveau 2 Compréhension Je sais en parler

Niveau 3 Application Je sais faire

Niveau 4 Analyse Je sais choisir

Niveau 5 Synthèse Je sais concevoir

Pour les BTS

Page 17: Electrotechnique BTS

6Construction des structures

Matérielles appliquéeà l’électrotechnique

6.1Service rendu

Par une application

6.2Règles générales

de l’éco-conception

6.3Analyse du cycle

de vie des produits

6.4Construction

Page 18: Electrotechnique BTS

6.4.1

Description et représentation des

chaînes d’action

6.4.2

Approche structurelled’une chaîne d’action

6.4.3

Comportement Cinématique d’une

chaîne d’action

Niveau

1 2 3 4

6.4Construction

6.4.5

Produits et matériaux dans la relation

<usage-procédés-énergie>

6.4.4 dynamique et énergétique

des transmetteursde mouvement

6.4.5

Recherche d’améliorationaux niveaux énergétique

et environnemental

6.4.6

Choix de la source d’énergie

utilisée

6.4.7Conditions de travail:Analyse des risques

professionnels,santé et sécurité au travail

6.4.8

Notion de sûreté de fonctionnement

Page 19: Electrotechnique BTS

6.4.1Description et représentation des chaînes d’action

• Fonctions de service, fonctions techniques, diagramme FAST

• Formes des pièces: description géométrique et vocabulaire du mécanicien

• Procédures d’exploitation de maquettes numériques de tout ou partie d’une chaîne d’action

- Structure des arbres de construction et d’assemblage

- Fonctions de base des logiciels 3D

- types d’éditions et d’habillage ( notion de point de vue )

- mises en plan à partir d’une maquette numérique et dessin normalisé 2D

Niveau

1 2 3 4

Page 20: Electrotechnique BTS

6.4.2Approche structurelle d’une chaîne d’action

• Étude des liaisons élémentaires, notion de degrés de liberté

• Schématisation cinématique d’un mécanisme

• Exemples de solutions constructives associées à des fonctions techniques

- Transmettre un mouvement ( accouplements, freins )

- Transformer un mouvement ( engrenages, liens souples, bielle manivelle, cames )

- Réaliser un assemblage ou un guidage

- Rendre étanche

• Actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

• Pré actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

Niveau

1 2 3 4

Page 21: Electrotechnique BTS

6.4.3Comportement cinématique d’une chaîne d’action

• Repère et position d’un point d’un solide

• Vitesse et accélération des points d’un solide en rotation ou en translation rectiligne

• Mouvements plans:

- Champ des vitesses

- Théorème de l’équiprojectivité

- Centre instantané de rotation

Niveau

1 2 3 4

Page 22: Electrotechnique BTS

6.4.4Comportement dynamique et énergétique

Des transmetteurs des mouvement

• Approche de la conservation d’énergie

• Précision d’une transmission

- Jeux, déformation, usure

• Impact d’une chaîne d’énergie sur les choix technologiques

• Rendement mécanique et réversibilité de la transmission Niveau

1 2 3 4

Page 23: Electrotechnique BTS

6.4.5Produits et matériaux dans la relation

< usage – procédés – énergie >

• Choix des matériaux constitutifs

- Critères physico-chimiques, énergétiques, environnementaux, économiques

• Caractérisation mécanique des pièces participant à la transmission ou à la dissipation de l’énergie

- Coefficient de frottement

- capacité thermique

• Matière première renouvelable ou recyclable

Niveau

1 2 3 4

Page 24: Electrotechnique BTS

6.4.5Recherche d’amélioration aux niveaux

énergétique et environnemental

• Simplification du procédé ou du sous ensemble

• Utilisation d’un sous ensemble multifonctions ou standardisé

• Intégration de la maintenance dans la conception

Niveau

1 2 3 4

Page 25: Electrotechnique BTS

6.4.2Approche structurelle d’une chaîne d’action

• Étude des liaisons élémentaires, notion de degrés de liberté

• Schématisation cinématique d’un mécanisme

• Exemples de solutions constructives associées à des fonctions techniques

- Transmettre un mouvement ( accouplements, freins )

- Transformer un mouvement ( engrenages, liens souples, bielle manivelle, cames )

- Réaliser un assemblage ou un guidage

- Rendre étanche

• Actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

• Pré actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

Niveau

1 2 3 4

Page 26: Electrotechnique BTS

6.4.3Comportement cinématique d’une chaîne d’action

• Repère et position d’un point d’un solide

• Vitesse et accélération des points d’un solide en rotation ou en translation rectiligne

• Mouvements plans:

- Champ des vitesses

- Théorème de l’équiprojectivité

- Centre instantané de rotation

Niveau

1 2 3 4

Page 27: Electrotechnique BTS

Synoptique d’une exploitation pédagogiqueEtude d’un cycle de levage

CINEMATIQUE

DYNAMIQUE (Solide en translation)

DYNAMIQUE (Solide en rotation)

ENERGETIQUEDYNAMIQUE

(Solide en rotation)

CYCLE DE LEVAGE

COMPARAISON

INTERPRETATION

MESURES

THEORIE

Vitesse charge

charge

Moteur

Tension câble

Couple d’entraînement

tambourCouple utile

moteur

Couple electro-magn

moteur

Tension câble

Relevé Oscillo Relevé Oscillo

Cem

tt

t tt

t

t

t

t

t

CmCt

T

T

IV

ω

γ

ώ

Vitesse

Accélération

Accélération

Intensité courant

Nouveau programme de mécanique

STATIQUE

Page 28: Electrotechnique BTS

Etude d’un cycle de levage d’une charge

V charge (m/s)

t (s)0

V max

t1 t2 t3

DonnéesM = 270 kg

V max = 0,22 m/s

t1 = 0,75 s

t2 = 5 s

t3 = 5,45 s

Page 29: Electrotechnique BTS

t (s)

104,7

-104,7

t1 t2 t3

t5

Etude d’un cycle moteur

t4 t60

Accélération du moteur = 78,5 rd/s²

Décélération du moteur = 210 rd/s²

t1 – t0 = 1,33 s

t3 – t2 = 0,5 s

ω moteur (rd/s)

t7

Page 30: Electrotechnique BTS

V charge (m/s)

t (s)

0,10

0,21

-0,21

-0,10

03 6 118

13 16 19 21 24

Etude d’un cycle de déplacement d’une charge

12

25

M.R.U.A en montée pour 0 < t < 3s

en descente pour 13 < t <16s

M.R.U. en montée pour 3 < t < 6s et 8 < t < 11s

en descente pour 16 < t < 19s et 21 < t < 24s

M.R.U.D. en montée pour 6 < t < 8s et 11 < t < 12s

en descente pour 19 < t < 21s et 24 < t < 25s

6.4.3

Page 31: Electrotechnique BTS

Demi division ( 2h ) Classe entière ( 1 h ) semaine

Travaux pratiques de découverte et prise en main des modeleurs

Synthèse sur les fonctions 3DEt de mise en volume

8 - 910

Réalisation de pièces d’un mécanisme existant en TP de génie électrique Synthèse arbre de construction

1112

1314

Assemblage des pièces, introduction des notions de degrés de mobilités et de contacts primairesRéalisation de la maquette numérique (graphe de contacts) et mise en place des liaisons.Synthèse liaisons et arbre d’assemblage

Modélisation et schématisation application depuis le TPApplication de la méthode sur un mécanisme du laboratoire de génie électrique.Synthèse schéma cinématique

15 - 1617 - 18

Description structurelle des liaisons pivots, glissières et encastrement.Synthèse topologie des liaisons usuelles ¤ Guidage rotation et translation ¤ AssemblageSynthèse sur les composants standards

19 - 2021- 22

Passage 3D – 2D. Mise en plan et règles générales du dessin. Lecture de plan

TP logiciel cinématique sur modeleur: tracé de trajectoires, de vitesses, d’accélération,Analyse des courbes et influence de la géométrie sur lefonctionnement du mécanisme.Application graphique et travaux pratiques sur logiciel

Synthèse vitesse

Cours mouvements plans

23 - 2425

26 - 2728 - 2930 - 31

32

Page 32: Electrotechnique BTS

Demi division ( 2h ) semaine

Étudier des systèmes et mécanismes ( actionneurs et pré actionneurs) du laboratoire de génie électrique

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Les activités seront réalisées sur deux cycles de quatre semaines dont une de synthèse. Les travaux concerneront l’étude fonctionnelle, la modélisation des liaisons, la validation des solutions constructives d’un point de vue cinématique, énergétique et la justification des choix de composant standard

Lors des études précédentes, il faudra prendre soin de parler des matériaux utilisés afin de pouvoir s’appuyer dessus lors de ces apports de connaissances.

Cet apprentissage ne nécessite pas de séance à parti entière, il doit être diffus sous forme de consigne de sécurité lors de toute activité le nécessitant, il restera alors à regrouper et énoncer avec la classe, les règles rencontrées ainsi que leur contexte.

11

12

Synthèse sur les solutions technologiques permettant de:Transmettre un mouvementTransformer un mouvement

6.4.7

6.4.2

6.4.5

6.4.4

6.4.1

Page 33: Electrotechnique BTS

6.4.1Description et représentation des chaînes d’action

• Fonctions de service, fonctions techniques, diagramme FAST

• Formes des pièces: description géométrique et vocabulaire du mécanicien

• Procédures d’exploitation de maquettes numériques de tout ou partie d’une chaîne d’action

- Structure des arbres de construction et d’assemblage

- Fonctions de base des logiciels 3D

- types d’éditions et d’habillage ( notion de point de vue )

- mises en plan à partir d’une maquette numérique et dessin normalisé 2D

Niveau

1 2 3 4

Page 34: Electrotechnique BTS

6.4.2Approche structurelle d’une chaîne d’action

• Étude des liaisons élémentaires, notion de degrés de liberté

• Schématisation cinématique d’un mécanisme

• Exemples de solutions constructives associées à des fonctions techniques

- Transmettre un mouvement ( accouplements, freins )

- Transformer un mouvement ( engrenages, liens souples, bielle manivelle, cames )

- Réaliser un assemblage ou un guidage

- Rendre étanche

• Actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

• Pré actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

Niveau

1 2 3 4

Page 35: Electrotechnique BTS

6.4.3Comportement cinématique d’une chaîne d’action

• Repère et position d’un point d’un solide

• Vitesse et accélération des points d’un solide en rotation ou en translation rectiligne

• Mouvements plans:

- Champ des vitesses

- Théorème de l’équiprojectivité

- Centre instantané de rotation

Niveau

1 2 3 4

Page 36: Electrotechnique BTS

6.4.4Comportement dynamique et énergétique

Des transmetteurs des mouvement

• Approche de la conservation d’énergie

• Précision d’une transmission

- Jeux, déformation, usure

• Impact d’une chaîne d’énergie sur les choix technologiques

• Rendement mécanique et réversibilité de la transmission Niveau

1 2 3 4

Page 37: Electrotechnique BTS

6.4.5Produits et matériaux dans la relation

< usage – procédés – énergie >

• Choix des matériaux constitutifs

- Critères physico-chimiques, énergétiques, environnementaux, économiques

• Caractérisation mécanique des pièces participant à la transmission ou à la dissipation de l’énergie

- Coefficient de frottement

- capacité thermique

• Matière première renouvelable ou recyclable

Niveau

1 2 3 4

Page 38: Electrotechnique BTS

MOTION INVENTOR est un complément du modeleur 3D INVENTOR permettant des calculs de statique, decinématique et de dynamique.

Il permet également d’animer des Mécanismes de manière plus simplequ’INVENTOR.

Il utilise les liaisons normalisées

Page 39: Electrotechnique BTS

À partir d’une maquette numérique,Réalisée avec INVENTOR et d’un logiciel de calcul MOTION INVENTOR

Nous allons animer la maquette, en créant des liaisons entre chaque classe d’équivalence

Et à partir d’un effort imposé sur la lame de scie, nous déterminerons le couple moteur.

Page 40: Electrotechnique BTS

Arbre de constructionde MOTION INVENTOR

Barre d’outilsde MOTION INVENTOR

Page 41: Electrotechnique BTS

Avec la liaison encastrement

Arbre de construction MOTION après la création

des sous-ensembles

Page 42: Electrotechnique BTS

La liaison glissière

Ajout de liaison

Sélectionner l’arête linéaire du guide

Sélectionner l’arête linéaire du pavé

Page 43: Electrotechnique BTS

Visualisation du graphe des liaisons

Arbre de construction MOTION après la création

des liaisons

Page 44: Electrotechnique BTS

Après avoir rendu toutes le pièces visibles

Arrêter le mouvement

Revenir au mode construction

Lancer l’animation

Animation en continu

Page 45: Electrotechnique BTS

accélération vitesse Temps: 1s

Page 46: Electrotechnique BTS
Page 47: Electrotechnique BTS

accélération vitesse Positon: 288°

6.4.3

Page 48: Electrotechnique BTS

Effort de coupe variable

Fplanche/lame

Couple moteurinconnu

La lame descend, pas d’effort de coupe

La lame monte, l’effort de coupe est maximum

Résultats

Visualisation de l’effort de coupe

Page 49: Electrotechnique BTS
Page 50: Electrotechnique BTS

Roue 6

Roulement à aiguilles

Pignon arbré 2

Circlips 30x1,5;1 Clavette

Entretoise

Circlips 20x1,2;1

Roulement à billes

Page 51: Electrotechnique BTS

Dans assemblage, avec la commande : placer un composant, on ouvre le fichier dans lequel se trouvent les pièces à placer.

Page 52: Electrotechnique BTS

Dans Bibliothèque: choisir une norme: AFNOR,

puis clavettes parallèles, le type de clavette:

NF E 22-177 A diamètre de l’arbre

Page 53: Electrotechnique BTS

Dans assemblage, avec la commande : contrainte, parmi laquelle on trouve: Plaquage , mais aussi

Logement tangence orientation

Page 54: Electrotechnique BTS
Page 55: Electrotechnique BTS
Page 56: Electrotechnique BTS
Page 57: Electrotechnique BTS

Le contour de la demi section

Le trait d’axe

Page 58: Electrotechnique BTS
Page 59: Electrotechnique BTS
Page 60: Electrotechnique BTS
Page 61: Electrotechnique BTS
Page 62: Electrotechnique BTS

2D

3DLe trait d’axe

6.4.1

Page 63: Electrotechnique BTS

6.4.1

Description et représentation des

chaînes d’action

6.4.2

Approche structurelled’une chaîne d’action

6.4.3

Comportement Cinématique d’une

chaîne d’action

Niveau

1 2 3 4

6.4Construction

6.4.5

Produits et matériaux dans la relation

<usage-procédés-énergie>

6.4.4 dynamique et énergétique

des transmetteursde mouvement

6.4.5

Recherche d’améliorationaux niveaux énergétique

et environnemental

6.4.6

Choix de la source d’énergie

utilisée

6.4.7Conditions de travail:Analyse des risques

professionnels,santé et sécurité au travail

6.4.8

Notion de sûreté de fonctionnement

Page 64: Electrotechnique BTS

6Construction des structures

Matérielles appliquéeà l’électrotechnique

6.1Service rendu

Par une application

6.2Règles générales

de l’éco-conception

6.3Analyse du cycle

de vie des produits

6.4Construction

Page 65: Electrotechnique BTS

Demi division ( 2h ) Classe entière ( 1 h ) semaine

Travaux pratiques de découverte et prise en main des modeleurs

Synthèse sur les fonctions 3DEt de mise en volume

8 - 910

Réalisation de pièces d’un mécanisme existant en TP de génie électrique Synthèse arbre de construction

1112

1314

Assemblage des pièces, introduction des notions de degrés de mobilités et de contacts primairesRéalisation de la maquette numérique (graphe de contacts) et mise en place des liaisons.Synthèse liaisons et arbre d’assemblage

Modélisation et schématisation application depuis le TPApplication de la méthode sur un mécanisme du laboratoire de génie électrique.Synthèse schéma cinématique

15 - 1617 - 18

Description structurelle des liaisons pivots, glissières et encastrement.Synthèse topologie des liaisons usuelles ¤ Guidage rotation et translation ¤ AssemblageSynthèse sur les composants standards

19 - 2021- 22

Passage 3D – 2D. Mise en plan et règles générales du dessin. Lecture de plan

TP logiciel cinématique sur modeleur: tracé de trajectoires, de vitesses, d’accélération,Analyse des courbes et influence de la géométrie sur lefonctionnement du mécanisme.Application graphique et travaux pratiques sur logiciel

Synthèse vitesse

Cours mouvements plans

23 - 2425

26 - 2728 - 2930 - 31

32

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Demi division ( 2h ) semaine

Étudier des systèmes et mécanismes ( actionneurs et pré actionneurs) du laboratoire de génie électrique

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Les activités seront réalisées sur deux cycles de quatre semaines dont une de synthèse. Les travaux concerneront l’étude fonctionnelle, la modélisation des liaisons, la validation des solutions constructives d’un point de vue cinématique, énergétique et la justification des choix de composant standard

Lors des études précédentes, il faudra prendre soin de parler des matériaux utilisés afin de pouvoir s’appuyer dessus lors de ces apports de connaissances.

Cet apprentissage ne nécessite pas de séance à parti entière, il doit être diffus sous forme de consigne de sécurité lors de toute activité le nécessitant, il restera alors à regrouper et énoncer avec la classe, les règles rencontrées ainsi que leur contexte.

11

12

Synthèse sur les solutions technologiques permettant de:Transmettre un mouvementTransformer un mouvement

6.4.7

6.4.2

6.4.5

6.4.4

6.4.1

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