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Module M1101 DS 26/11/2014

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DS M1101 : Construction mécanique Aucun document autorisé – Durée 2 heures

Tous les documents sont à rendre à la fin du devoir surveillé. N’oubliez pas de marquer votre nom. Toutes les parties sont indépendantes.

Bon courage.

I. Schéma cinématique du vé réglable (~35 min – 6 p ts) Le mécanisme étudié est un vé réglable. Il permet de mettre en position verticalement suivant

z (sur une machine-outil par exemple) des pièces axisymétriques. Les pièces sont placées dans le vé 9. L’opérateur agit sur le bouton moleté 2, le trapèze 8 translate suivant x, ce qui fait monter ou descendre le vé 9. On obtient un réglage relativement précis de la position verticale de la pièce.

On demande d’attacher la plus grande rigueur à la définition des liaisons ainsi qu’au tracé du schéma cinématique (représentation normalisée des liaisons, axes, points…).

ATTENTION, si les points et les axes nécessaires à la définition des liaisons manquent sur le schéma, il sera considéré comme FAUX. L’utilisation des couleurs est obligatoire.

1 - Listez les classes d’équivalence en énumérant à chaque fois toutes les pièces les composants. Le nom de la classe d’équivalence sera celui de la pièce principale.

= {………………………………….………………………} = … 2 – Analysez la liaison entre la classe d’équivalence de l’écrou flottant 7 et du trapèze 8. Surfaces en contact : Degrés de liberté : Liaison :


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3 – Réalisez le graphe des liaisons du vé réglable. 4 – Réalisez le schéma cinématique 2D du système.

II. Technologie (~5 min – 1 pts) 1 – Le trapèze et l’écrou flottant sont en PTFE (téflon). Pourquoi ? 2 – Mesurez la course du trapèze 8. Puis tracez sur le dessin la course (verticale) du vé 9 et

mesurez là. course du vé 9 = ……… mm


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III. Le micromoteur, schéma cinématique (~25min, 4p ts)

5 Hélice 10 Chemise 4 Vilebrequin 9 Piston 3 Palier lisse (monté serré dans 2) 8 Axe de tête de bielle 2 Carter 7 Bouchon de carter 1 Carter à ailettes 6 Bielle N° Nom N° Nom

ATTENTION, si les points et les axes nécessaires à la définition des liaisons manquent sur le schéma, il sera considéré comme FAUX. L’utilisation des couleurs est obligatoire.

P x

Ex

A x

y

x

8

9

10

yr

xr


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1 - Listez les classes d’équivalence en énumérant à chaque fois toutes les pièces les composants. Le nom de la classe d’équivalence sera celui de la pièce principale.

= {………………………………….………………………} = … 2– Réalisez le graphe des liaisons du système. 3 – Réalisez le schéma cinématique 2D du système.


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IV. Dimensionnement de vis (35 min, 6pts)

A. Les ailes de Tatev, le plus long téléphérique du monde Le téléphérique du monastère de Tatev en Arménie permet de remplacer 1 heure 30 de route

sinueuse par 12 minutes de traversée (5,7km), passant à 320m au dessus du vide à une vitesse approchant 10m/s. Le câble supportant les 2 cabines fait 40mm de diamètre.

Aux extrémités, le câble est enroulé sur un mur en béton et maintenu par les deux bloqueurs rouges. Chaque bloqueur est constitué de deux pièces serrant le câble grâce à 6 boulons (vis H M24 classe 8-8). L’objectif est de calculer l’effort de traction du câble que peuvent arrêter les deux bloqueurs.


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1 – Donnez la section équivalente des vis.

As = ……………………

2 - Sachant que la classe de qualité est 8-8, calculez la limite à la rupture Rm et la limite élastique Re de l’acier constituant les vis. Précisez l’unité.

Rm = ……………………

Re = ……………………

3 - Déterminez l’effort de serrage sur le câble engendré par les six vis d’un bloqueur. Le coefficient de sécurité est 4.

F = ……………………

4 - Le coefficient de frottement entre le bloqueur en acier et le câble est 0,1 (acier/acier graissé). Quel est l’effort tangentiel entre le bloqueur et le câble supporté par cette liaison ?

T = ……………………

5 - Puisqu’il y a deux bloqueurs, calculez l’effort maximal de traction que le câble peut exercer sur le mur sans glisser dans le bloqueur.

T câble = ……………………


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B. Dimensionnement de vis pour une pince pneumatiqu e Nous souhaitons vérifier que les 3 vis M3 maintenant le chapeau d’une pince pneumatique

résistent à l’effort exercé par la pression de l’air lors de l’ouverture de la pince. La pression d’air est de 6 bar. Le diamètre intérieur du chapeau est 32mm (surface sur laquelle est appliquée la pression de l’air).

1 - Calculez l’effort exercé sur le chapeau par la pression d’air

Fp = ……………………

2 - Déduisez-en l’effort supporté par chaque vis. (on suppose que l’effort du à la pression est réparti de manière équitable sur les 3 vis).

F1v = ……………………

3 - Sachant que la classe de qualité des vis est 3.6, donnez les propriétés mécaniques du matériau la constituant (limite élastique Re et résistante à la rupture Rm).

Rm = ……………………

Re = ……………………

4 - A partir du tableau fourni ci-dessus, déterminez la section équivalente d’une vis.

As = ……………………

5 - Calculez l’effort que peut supporter chaque vis sans plastifier en prenant un coefficient de sécurité de 3.

Fmax = ……………………


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6 - Est-ce que la liaison est correctement dimensionnée ?

V. Dessin (15min, 3pts) Dessinez le trapèze 8 du montage « Vé réglable 2 » en perspective.

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