Fonctions techniques élémentaires

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(A05) Fonctions techniques lmentaires(2) (BAC Pro MEI)Objectif : Reconnatre et analyser une fonction de transmission de mouvement et les contextes fonctionnels.(13/12/06)

1 LES FONCTIONS DE TRANSMISSION D'ENERGIE :Dans les systmes mcaniques, il existe deux types de transmission d'nergie : - La transmission sans transformation de mouvement, c'est la fonction TRANSMETTRE UN MOUVEMENT, - La transmission avec transformation de mouvement, c'est la fonction TRANSFORMER UN MOUVEMENT.

2 FONCTION TRANSMETTRE UN MOUVEMENT : Transmettre, c'est modifier sans changer la nature dumouvement. Les Mouvements d'entre et de sortie sont donc de mme nature. La premire caractristique d'un systme de transmission est "i", le rapport de transmission. "i" exprime le rapport entre les vitesses de sortie(s ou Ns) et d'entre(e ou Ne). Mouvement entre:- e (rd/s) ou Ne(tr/mn).

Transmettre un mouvementSystme de transmission de mouvement

Mouvement Sortie:- s (rd/s) ou Ns(tr/mn).

Si i1, le systme est un Si i=1, le systme est

Remarque : Le rapport des vitesses est l'inverse du rapport des dimensions.

3 LES ENGRENAGES.Un engrenage est compos de 2 roues dentes (Z est le Nbre de dents). Lune (entre "e") entrane lautre (sortie "s"). La petite roue est appele "pignon". Le train d'engrenage est une combinaison d'engrenage, son rapport se calcule On distingue : () Engrenage cylindrique denture droite ou hlicodale, () Engrenage conique, () Roue et vis sans fin, () Pignon-crmaillre, Le module(m) indique la taille des dents.

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4 APPLICATION 1.Soit le train d'engrenage ci-contre. Q01 : Combien d'lments constitue cet engrenage ? : Q02 : Quel est le nbre de dent de l'arbre d'entre ? : Q03 : Quel est le nombre de dents de l'arbre de sortie ? : Q04 : Calcul i : Q05 : Ce systme est un rducteur ? Q06 : Pourquoi ? : Q07 : Si Ne=1500tr/min, calcule Ns = Q08 : Le sens de sortie est-il le mme qu' l'entre ? :

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5 LES COURROIES.Un systme poulies-courroie permet de transmettre un mouvement de rotation dun arbre un autre. Les arbres peuvent tre loigns lun de lautre (a = entraxe). Les courroies ont une dure de vie limite, il faut donc surveiller lusure et prvoir un plan dentretien priodique. a) Arbres axes parallles : Le sens de rotation des poulies est invers si la courroie est croise. Dans ce cas, le frottement entre brins est souvent surveiller.

c) Courroie crante : Elle fonctionne par engrnement, sans glissement. Et permet dobtenir un rapport de rduction prcis avec des efforts importants. Diffrentes formes de courroies Nom Lisse Trapzodale Forme CaractristiquesTrs courantes Augmente la puissance transmise. Augmente la puissance transmise. Evite le glissement en cas de surcharge.

Strie

Crante

6 LES CHAINES.Le systme pignon chane permet de transmettre un mouvement de rotation sans glissement une distance pouvant aller jusqu' plusieurs mtres. La chaine se compose de maillons intrieurs(),de maillons extrieurs(), de rouleaux() et d'axe(). Ici, une tension initiale n'est pas ncessaire pour obtenir l'adhrence, ce qui diminue l'effort. Bien que plus bruyante qu'une courroie, une transmission par chane a un meilleur rendement nergtique (97% compar 93% pour une courroie). Les chanes sont aussi utilises en manutention et convoyage et dans de nombreuses ralisations.

7 LES ACTIONS MECANIQUES..Les actions mcaniques de contact entre deux roue dentes se modlisent par une force au point A.

............Ecris les composantes de la force en A :

A2/1 ........................

A

Ecris au point O1 le torseur de l'action en A :

............ ............ T(2/1) = ............ ............ O1 ............ ............

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8 ACCOUPLEMENTS : L'accouplement permet de lier 2 arbres plus ou moins aligns. Il en existe 3 types.a) Les embrayages : Par frottement, les embrayages accouplent ou dsaccouplent deux arbres pour les amener la mme vitesse. Ils se caractrisent par la nature de la surface de frottement( , ou ) et par l'nergie du systme de commande ( , , ou )

Le coupleur, est constitu de deux demi-tores munis d'aubes qui tournent face face sans contact dans un bain d'huile. Ils agissent comme un embrayage automatique. Lorsque l'arbre Moteur tourne, l'huile mis en mouvement entraine l'arbre Rcepteur. Ce systme permet une progressivit et une souplesse de transmission. b) Accouplements permanents : Les accouplements d'arbre peuvent tre rigides(1), lastiques(2) ou par joint de cardan(3) ou d'Oldham(4).

c) Les freins : Le frein ralentit ou empche un mouvement, il se caractrise par la nature des surfaces de frottement et le type de commande. (1) Le frein disque permet une bonne vacuation de la chaleur avec un bon freinage haute vitesse. (2) Frein tambour permet une grande efficacit faible vitesse avec une commande sans effort important.

d) Les limiteurs de couple : Dans toutes les machines, le couple rsistant venant du Rcepteur peut atteindre, par suite d'accident, une valeur trs suprieure la normale. Les limiteurs permettent le plus souvent par glissement angulaire de scuriser la transmission. Fonctionnement : Le disque() est muni de garnitures de friction planes(). Il peut glisser en rotation par rapport aux flasques () et () presss par des rondelles "Belleville".

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9 GRAPHE DES TRANSMISSIONS : Le graphe permet d'numrer dans l'ordre de la transmission (M)(R), leslments mcaniques ayant pour fonction de transmettre un mouvement. Ex : Motorducteur. L'arbre Moteur est droite, et l'arbre de sortie gauche. Ils sont aligns. La transmission de mouvement passe par un arbre intermdiaire(102). Complte le graphe des transmissions. (Si des lments n'taient pas reprs, tu indiquerais leur nom). 153 108 107

10 REDUCTEUR SIMPLE :Le pignon(1) et la roue(2) sont doubls, et forment des chevrons, c'est--dire que les dentures sont opposes pour annuler les efforts axiaux. C'est l'arbre d'entre qui entraine la roue(1).

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14 Q01 : Combien y a-t-il de roues dentes ? : Q02 : Combien y a-t-il d'engrenage ? 8 13 . Pourquoi ? : Z1 = 24 Z2 = 50 Q03 : Quel est le pignon ? : 10 6 Q04 : Quelle est la dsignation de (R') ? : Q05 : Quelle est la dsignation des lments (R) ? : Q06 : Quelle est la solution technologie pour supprimer la rotation de l'arbre d'entre, par rapport (1) ? : Q07 : Calcule le rapport de transmission de ce systme : Q08 : Complte les CE : CE1={1, , , } ; CE2={2, , } ; CE3={ ,4, , , , , } Autres={ , } Q09 : Colorie les trois classes d'quivalence de ce systme. Q10 : Quelle est la dsignation de l'lment(14) ? : Q11 : Complte le graphe des transmissions suivant : 10 9

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11 REDUCTEUR 2 :Le systme est constitu d'un double engrenage, et de trois arbres. L'arbre d'entre (3000tr/min) est horizontal, un arbre intermdiaire est vertical et l'arbre de sortie aussi. La lubrification du mcanisme se fait par barbotage. "n" est le niveau d'huile. Le joint de l'arbre de sortie, est isol du barbotage par la buse(5). Pour tre certain de la bonne lubrification des lments hauts, deux graisseurs sont prvus pour les roulements(R1) et (R2). La jauge de niveau d'huile() est munie d'un reniflard, pour que la pression intrieure, reste gale la pression atmosphrique.

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15 8 7 R5 R6

7 15 13 11 12 10 8Z1 = 30 Z2 = 120 Z3 = 20 Z9 = 80

QO1 : De deux couleurs diffrentes, trace et colorie les cnes primitifs des roues(1) et (2). QO2 : Quelle est la dsignation des lments(7), (8), (12), (13) et (15) : QO3 : Quelle est la dsignation des lments(R1) et (R2) : QO4 : Quelle est la dsignation des lments(R3) et (R4) : QO5 : Quelle est la dsignation des lments(R5) et (R6) : Q06 : Quelle est la dsignation de l'lment(14) : Q07 : Calcule le rapport de transmission i : Q08 : Calcule la vitesse de sortie du systme : Q09 : Quelle la dsignation de (11) ? : . Q10 : Quelle est la fonction de l'lment(R3) et(R4) ? :

12 LES TRAIN EPICYCLOIDAUX :

Les trains picyclodaux autorisent de grands rapports de transmission sous un faible encombrement. Ils se reconnaissent par leur constitution particulire en trois parties. Le plantaire est la roue dente centrale(), les satellites (il y en a 2 ou 3) sont des pignons qui tournent autour de leur axes, mais aussi, guids par un porte satellite(PS) autour de l'axe de (1). En fin le plantaire(3) est une couronne denture intrieure. La combinaison d'utilisation et les rapports de transmission, varie en fonction du blocage de l'un des trois lments prcits.

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13 MALAXEUR :Grace un train picyclodal, les raclettes de malaxage(16) sont animes d'un double mouvement de rotation. Rotation autour de A qui tourne lui-mme autour de O. Cet appareil est destin la prparation de mlange de produit pteux. Le systme est constitu : - d'un motorducteur comprenant un carter suprieur(CS) fixe, le moteur lectrique(M) li CS, une premire rduction constitu d'un rducteur poulie-courroies, d'un engrenage denture hlicodale, un rducteur picyclodal denture droite sous carter pivotant(10). - et d'un malaxeur comportant une cuve(CU) lie (CS), 4 raclettes(16) lie au plateau(11), une pale de nettoyage(17) et une raclette pendulaire de vidange(18).

Q01 : Quelle solution pour assembler l'arbre moteur la poulie(1) ? : Q02 : Quel est le rapport de transmission entre les poulies(1) et (2) : Q03 : Quelle est la vitesse de rotation de l'axe(4)? : Q04 : Quel est le rapport de transmission entre la poulie(1) et la roue(5) : Q05 : Quelle est la vitesse de rotation de l'axe(6)? : Q06 : Trace sur le dessin ci-dessus, en bleu, l'axe passant par le pointA. Q07 : Trace sur le dessin ci-dessus, en vert, l'axe passant par le point O.

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VARIATEUR DE CYCLOMOTEUR :

Mobymatic L'arbre(1) est Moteur. Il entraine le plateau(4) et le flasque(2) par 4 clavettes. Au repos(position a), la courroie carte la flasque et s'enroule sur le plus faible diamtre possible. Il en rsulte qu'au dpart le rapport des vitesses est faible, d tant plus petit, et d' fixe (cot poulie de transmission vers le roues). Quand la vitesse augmente, le bille se dplacent vers l'extrieur, et rapprochent les flasques (position b) et augmente le diamtre d. La courroie reste tendue par basculement du moteur. Q01 : Quelle est la forme de la courroie ? : Q02 : Colorie les clavettes. Q03 : Quel lment entraine (3) en rotation ? : Q04 : Quelle est la nature des surfaces de friction de la courroie ? : Q05 : Combien y a-t-il de billes en tout ? : Q06 : Quelle est la solution technologique pour supprimer la translation de (4)/(1) ? : Q07 : Comment le systme revient-il en position "a" ? : Hobymatic La variation de la poulie motrice est commande par un rgulateur boules(3). Lorsque la vitesse augmente le flasque(2) se rapproche du flasque(1). Un ressort de rappel agissant en sens inverse du rgulateur tend rapprocher les flasques(5) et (6). Q01 : Quelle est la forme de la courroie(C) ? : Q02 : Quelle est le mouvement de (3)/(1) ? : Q03 : Quelle est la position la plus rapide cot moteur ? : Q04 : Quelle est la position la plus rapide cot rcepteur (sortie) ? : Position "a" Position "b" Q05 : Quel est le rapport de transmission en position "a" ? : Q06 : Dans la position "a", quel est le type de transmission ? pourquoi ? : Q07 : Quel le rapport de transmission en position "b" ? : Q08 : Dans la position "b", quel est le type de transmission ? pourquoi ? : Q09 : Comment le systme revient-il en position "a" ? :

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BOITE DE VITESSES DE MACHINE OUTIL. Un embrayage permet de raliser l'entrainement de l'arbre creux(21) par l'arbre moteur(15). L'arbre(21) entraine les roues dentes motrices (entre) (18), (19) et (24). Les deux baladeurs(4) et (12) peuvent entrainer l'arbre command (sortie). Grace un systme de cames EMrainures(1), le mouvement de rotation BRAYAGE du volant(7) est transform en mouvement de translation des baladeurs(4) et (12). La forme de la rainure est visible sur la vue de dessus. La rotation en continu du volant(7) fait passer successivement les quatre rapport de vitesses . Le systme de graissage est par barbotage. Q01 : Ce systme (hors embrayage) comporte combien d'arbre ? : Q02 : Quelle la solution constructive pour guider l'arbre(13) par rapport au corps(25) ? : Q03 : Quelle est la fonction de l'lment(20) ? : Q04 : Quelle est la fonction de la forme "A" ? : Q05 : Quelle est la fonction de la forme "B" ? : Q06 : Quelle est la fonction de la forme "C" ? : Q07 : Complte les graphes de transmission suivants (Si un lment n'est pas nomm, ecris son nom) : de la "1ire" 15 de la "2nde" 15 dela "3ime" 15 dela "4ime" 15

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Embrayage Embrayage Embrayage Embrayage

13 13 13 13

Q08 : Calcule les rapports de transmission suivants : - de la "1ire" : - de la "2nde" : - dela "3ime" : - dela "4ime" :

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