MINI-COMPRESSEUR. Ce compresseur est utilisé pour gonfler une roue de voiture, une roue de vélo, un ballon, un

Exercice 1 : MINI-COMPRESSEUR.

Ce compresseur est utilisé pour gonfler une roue de voiture, une roue de vélo, un ballon, un matelas… Il est vendu dans les réseaux de grande distribution de types supermarchés. Son prix est inférieur à 15€.

Son fonctionnement utilise le principe de transformation de mouvement de rotation continu (de la manivelle 2 par rapport au bâti 1) en un mouvement de translation alternatif (du piston 4 par rapport au bâti 1).

NB : La transformation de mouvement dans le sens inverse (translation alternative en rotation continue) est utilisée dans les moteurs thermiques (type automobile).

La manivelle 2, en rotation de centre O par rapport au bâti 1, entraîne la bielle 3, qui déplace le piston 4 le long de l’axe (OB).

La manivelle tourne à vitesse constante _2/1 .z₁ avec  4rad s/ , et OA  a 25mm. On souhaite déterminer la vitesse du piston par rapport au bâti.

Échelle des vitesses conseillée : 1 cm  5 cm/s.

Question 1 :

Question 2 :

O

A

B

1

3

4

1 Carter (bâti 1)

Moteur

Réducteur

Vilebrequin (manivelle 2)

Bielle 3

Piston 4

(voir vidéo sur site du professeur)

MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 02/12/2011

Exercice 2 : PRESSE À GENOUILLÈRE.

La presse à genouillère proposée est utilisée pour fabriquer des pièces de monnaie, de circlips, rondelles… (voir vidéo sur site du professeur).

Le principe de transformation de mouvement utilisée par ce système (dispositif 4 barres {0, 1, 2 et 3} + dispositif bielle-manivelle {3, 4 et 5}) permet à la presse d’avoir un encombrement réduit.

La partie transmission se compose d’un moteur 6, d’une poulie motrice 7, de courroies 8, d’une poulie réceptrice 9, d’un engrenage (pignon 10 + roue 11) entraînant en O un arbre excentré 1 (OA).

La partie genouillère se compose de l’arbre 1 (OA) entraînant en A une bielle 2 (AB), suivie de biellettes 3 (BC) et 4 (BD) renvoyant le mouvement en D au coulisseau 5. Le coulisseau est en translation verticale de direction CD par rapport au bâti 0.

La matrice, qui permet d’obtenir la forme désirée, est montée à l’extrémité du coulisseau. Pour former correctement, il est nécessaire que la vitesse de percussion de la pièce soit supérieure à 0,15 m.s^-1.

N1/0 = 60 tr/min et OA  a 60mm.

Échelle des vitesses conseillée : 1 cm  200 mm/s.

Question 1 :

Déterminer le ou les CIR associés. Justifier.

Question 2 :

C

B

2 A

1 3

0 4 O 0

0 D

5

4

Exercice 3 : BATTEUR À HOULE.

Le batteur à houle est un système utilisé dans des bassins d’essai chez les industriels du nautisme pour générer des vagues et simuler ainsi les houles maritimes (voir vidéo sur site du professeur).

La rotation continue du plateau moteur 1 provoque par l'intermédiaire de la bielle 2 la rotation alternative du bras 3 par rapport au bâti 0.

La pale 4, liée au bras 3 en D, a donc aussi un mouvement alternatif.

1/0 = 7 rad/s et OA  a 10cm. Échelle des vitesses : 1 cm  0,5 m/s.

On souhaite déterminer la vitesse en K de la pale 4 par rapport au bâti 0.

Question 1 :

Question 2 :

MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 02/12/2011

A

B

C D

E

F G

H

Piston 9 I

2 3

5

6 7

4

8 1

Exercice 4 : PRESSE À 2 EXCENTRIQUES.

Une presse à emboutir utilisée dans l’industrie de transformation des métaux en feuilles (similaire à celle représentée ci-contre) est schématisée ci-dessous à une échelle donnée.

Contrairement au système bielle-manivelle où la frappe de la pièce s’effectue en un temps très court, ce dispositif permet d’avoir un pressage de la pièce 4 à 5 fois plus long (le système à genouillère vu précédemment se situant à mi- chemin).

Constitution du mécanisme schématisée :

 Un motoréducteur électrique entraîne en rotation la roue 2 à une vitesse N_2/1= 60 tr/min.

 Le roulement sans glissement en I de la roue 2 sur la roue 3 (de même diamètre égal à 200 mm) permet la mise en rotation des manivelles AB (60 mm) et CD (40 mm).

 Les bielles DE, BE, EF, GF et FH permettent de transmettre le mouvement.

 Le piston 9 se translate verticalement par rapport au bâti.

Échelle : 1 cm  100 mm/s.

Question 1 :

Question 2 :

(Justifier les différentes étapes de la construction).

(NB : Il faudra déterminer 2 CIR intermédiaires… I_5/2 puis I_5/1)

Exercice 5 : MINI-COMPRESSEUR.

Reprendre l’exercice 1.

Question 1 :

Question 2 :

Question 3 :

Échelle des vitesses conseillée : 1 cm  5 cm/s.

2/1 0,1 / VA_  m s

O

A

B

1

3

4

1

MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 02/12/2011

Exercice 6 : PRESSE À GENOUILLÈRE.

Reprendre l’exercice 2.

Question 1 :

Question 2 :

Question 3 :

Échelle des vitesses conseillée : 1 cm  200 mm/s.

1/0 377 /

VA_  mm s

C

B

2 A

1 3

0 4 O 0

0 D

5

4

Exercice 7 : BATTEUR À HOULE.

Reprendre l’exercice 3.

Question 1 :

Question 2 :

Question 3 :

Échelle des vitesses : 1 cm  0,5 m/s.

1/0 0,7 / VA_  m s

MPSI-PCSI Sciences Industrielles pour l’Ingénieur S. Génouël 02/12/2011

A

B

C D

E

F G

H

Piston 9 2 I

3

5

6 7

4

8 1

Exercice 8 : PRESSE À 2 EXCENTRIQUES.

Reprendre l’exercice 4.

Question 1 :

Question 2 :

Question 3 :

Échelle des vitesses : 1 cm  100 mm/s.

2/1 377 /

VB_  mm s et V_D3/1 251mm s/