Anneau élastique pour

(1)

M.Ben Mohamed

(2)

1

^éRe

partie : machine a laver professionnelle

20 1 Roue dentée 19 3 Joint

18 1 Anneau élastique 17 1 Coussinet

16 1 Levier de commande 15 1 Fourchette

14 1 Carter 13 1 Crabot 12 1 Coussinet

11 1 Bouchon de remplissage 10 1 Carter

9 1 Coussinet 8 1 Poulie 7 1 Coussinet

6 1 Axe de commande 5 1 Vis de butée

4 4 Bague de centrage

3 1 Arbre intermédiaire Z3a = 50 ; Z3b=20 2 1 Arbre secondaire

1 1 Arbre primaire Z1= 18 dents

Rep Nb Désignation Matière Observation

BOITE A VITESSES

a

k j b

∅d

Clavetages libres d a b j k

12à17 5 5 d-3 d+2,3 c

e

l_min

g

d

d e c lmin g 15 1 23,2 1,1 14,3

Anneau élastique pour

arbre

(3)

A-A

B 16

B

13 19

6 5 1 4

MOTEUR ACCOUPLEMENT

20 A

18 2 7 8

15

3a

14 17 12

3b

3 11 B-B

A

10 9

Dossier technique MACHINE A LAVER PROFESSIONNELLE Page 4/4

BOITE A VITESSES

(4)

A.2 - Analyse fonctionnelle de la partie opérative :

En se référant au dessin d’ensemble et au schéma cinématique ci-dessous , compléter le tableau suivant :

Fonction technique processeur

Lier l’arbre moteur avec l’arbre d’entrée du réducteur (1) ………..

……… Crabot en position gauche Transmettre le mouvement de l’arbre (1) à l’arbre (2)

(vitesse lente)

………

Guider en rotation l’arbre intermédiaire (3) ………

B- CALCUL DE PREDETERMINATION OU DE VERIFICATION : B-1 – Partie opérative :

B-1-1 – Etude des blocs fonctionnels :

En se référant au dessin d’ensemble (page 4/4 du dossier technique),

Compléter les classes d’équivalences suivantes : A : 1 ………. ; B : 3

C : 2………..

D : 14……….

B-1-3 – Transmission de mouvement :

En se référant au dessin d’ensemble et au schéma ci-contre.

a/ Compléter le tableau ci-dessous par les caractéristiques de l’engrenage (3b ;20) Donnée : Z3b= 20 dents ; m =2 mm ; a3b-20 = 68 mm

Roue m a Z d d_f d_a

3b 2 68 20 ... ... ...

20 ... ... ... ...

...

Calcul :……….

………..

B-1-2 – Schéma cinématique :

En se référant au dessin d’ensemble (page 4/4 du dossier technique) ,compléter le schéma cinématique ci-contre de la boîte de vitesses de la machine à laver professionnelle.

Système de crabot

Système de A

B D C

3_b

a

2

(5)

b/ Calculer la vitesse de rotation N₈ de la poulie (8) (en considérant que le Crabot 13 est en position droite) Donnée : La vitesse de rotation du moteur est Nm = 1500 tr/min ; Z3a= 50 dents Z1= 18 dents . ………

………

………

………

………

B-1-4 – Résistance des matériaux : Torsion :

Le pignon arbré (1) est assimilé à une poutre à section cylindrique creuse supposée constante sur toute la longueur de l’arbre de diamètre extérieur D= 16 mm et de diamètre intérieur d = 11 mm la longueur L = 60 mm. Il est sollicité à la torsion simple de moment de torsion M_t = 20 Nm. Cet arbre est en acier de module d’élasticité transversale G = 80000 N/mm² .

a- Calculer la contrainte tangentielle maximale à la torsion

ττττ

max

………

………

………

b- Calculer l’angle de torsion

αααα

en degré entre les sections extrêmes de l’arbre :

………

………

………

N₈= ……….

ττττ

max = ………

αααα

^°^{= ………}

d D

(6)

•

Flexion :

L’arbre (3) assimilé à une poutre de Section cylindrique pleine de diamètre d = 24mm, est sollicité à la flexion plane simple sous l’action des efforts (FA, FB, FC et FD). On donne : ||FB|| = 400N, ||FC|| = 1000N

a-

Etudier l’équilibre de la poutre et déterminer les actions inconnues.

………

b-

Calculer la variation du moment fléchissant et tracer cette variation sur un diagramme, sachant que || FA ||= 97N, || FD ||= 697N

………

……….

……

……….……

……….………

………

x A B C D X

F^A

24 FB 72 FD

123,96 Y

FC

Mf^[N.mm]

Echelle 1000N.mm 2mm

F

^A = …………N

F

^D = …………N

(7)

………

c-

Sachant que cet arbre est de matériaux de résistance élastique Re = 80 N/mm² et que le coefficient adopté est s = 4. Vérifier la résistance de cet arbre.

………

C-1 – Partie opérative :

On désire remplacer les coussinets (9) et (12) du dessin d’ensemble de la page 4/4 du dossier technique Par des roulements (22) et (23) de type BC, représentés sur le dessin ci-dessous.

• Compléter le montage de ces deux roulements.

• Réaliser la liaison encastrement de la roue (21) sur l’arbre (3).

• Indiquer les ajustements

NB : Utiliser la clavette et l’anneau élastique

11 22 2'

23 14 25 21 3

∅ ∅∅

│ Mf

^Maxi│ = …………..……

(8)

(9)

2

^éme

partie unité de conditionnement de ballasts NOMENCLATURE

18 1 Boîtier de positionnement 36 1 Roulement type KB

17 1 Carter avant 35 4 Vis H

16 1 Carter arrière 34 1 Cale de réglage

15 1 Disque mobile 33 1 Carter du réducteur

14 1 Vis H 32 1 Arbre de sortie

13 1 Bobine 31 1 Roue à denture hélicoïdale

12 1 Boîtier 30 1 couvercle

11 1 Axe 29 1 Anneau élastique

10 1 Ecrou H 28 1 Roulement BC

9 1 Ressort 27 1 Vis sans fin

8 1 Ecrou spécial 26 1 Roulement BC

7 1 Butée 25 1 Rondelle frein

6 1 Disque 24 1 Ecrou à encoches

5 1 Vis H 23 1 Joint à lèvres

4 1 Carter inférieur 22 1 Plateau récepteur

3 1 Roue 21 1 Plateau moteur

2 1 Arbre moteur 20 1 Vis CHC

1 1 Boîtier 19 1 Rondelle

Rep Nbr DÉSIGNATION Rep Nbr DÉSIGNATION

MOTO-REDUCTEUR

(10)

(11)

A / ANALYSE FONCTIONNELLE :

INDIQUER SUR LE F.A.S.T SUIVANT LES SOLUTIONS TECHNIQUES RETE98NUES PAR LE CONSTRUCTEUR POUR LA FONCTION ‘’TRANSMETTRE ET VARIER LES

CARACTERISTIQUES DU MOUVEMENT DE ROTATION DE L’ARBRE MOTEUR (2) A L’ARBRE DE SORTIE (32) ’’.

B/ ETUDE CINEMATIQUE :

1° en se referant au dessin d’ensemble du dossier technique, completer ci-dessous le schema cinematique relatif au dispositif de freinage

2° mettre une croix dans la case correspondante pour la position freinee : transmettre et varier les

caracteristiques du mouvement

transmettre le mouvement

du moteur au reducteur

Modifier les caracteristiques du

mouvement

Etablir la liaison De l’arbre moteur (2) avec la vis sans fin (27)

etablir la liaison complete entre le carter du moteur (17)

et le carter du reducteur (33)

...

(12)

Element position freinee

bobine 13 alimentee non alimentee

roue (3) tourne ne tourne pas

ressort (9) allonge Comprime

3° on donne les caracteristiques suivantes :

d₃₁ = 82 mm ; module m=2 ; z₂₇ = 1 filet ; vitesse de rotation du moteur nm =1500 tr/min.

calculer la vitesse de rotation de l’arbre de sortie 32

………

4° tracer sur le dessin ci-dessous la chaine de cotes relative a la condition ja :

c/ etude de la r.d.m :

dans cette partie on etudiera la resistance du support du verin v1, pour cela on assimule ce support a une poutre de section rectangulaire pleine sollicitee a la flexion plane simple (voir schema ci-dessous)

1°) etudier l’equilibre de la poutre et determiner les actions inconnues

z y

FC = 30 N FB = 52.5N Y

A B C x F^C F^B

20 10

AUTRE DESSIN

(13)

………

2°) donner et representer la variation de l’effort tranchant le long de la poutre

3°) donner et representer la variation du moment flechissant le long de la poutre

4°) calculer la contrainte normale maximale (σmaxi) et representer la repartition des contraintes normales dans la section la plus chargee.

………

…

………

x TY (N)

x MFZ

(N.MM)

ECHELLE : 1 MM 10 N.MM

ECHELLE : 1 MM 1 N RA = MA =

(14)

d- production ou modification d’une solution :

L’arbre de sortie (32) est guide en rotation par des roulements a billes a contact oblique (pour resister a la charge axiale) pour cela on demande de completer sur la vue de gauche en coupe a-a (dessin ci-dessous) :

- Completer le montage des roulements - Assurer l’etancheite du mecanisme

- Completer la liaison encastrement de la roue (31) sur l’arbre (32)

- Indiquer les ajustements necessaires pour le montage des roulements ainsi que pour le joint a levres

utiliser l’extrait du guide de dessinateur fourni au dossier technique pour relever les dimentions des composants standard a completer

32 31 36

35 34

A - A

ECHELLE 1 :1

(15)

3

^eme

partie : fauteuil roulant electrique

En fonctionnement normal, un moteur transmet par l’intermédiaire de deux étages de

réduction(Voir figure 3 ci-dessous) la puissance à chacune des roues arrières du fauteuil. Ainsi lorsque les moteurs ne sont pas alimentés, le fauteuil est par sécurité automatiquement freiné par un frein à manque de courant.

Figure 3 (sans le couvercle et le bâti)

(16)

5 - Etude du mécanisme d'embrayage:

Afin de faciliter le manoeuvre du mécanisme d’entraînement, il existe un mode de

fonctionnement « manuel » permettant de débrayer la roue de l’axe de l’arbre de sortie (4). Ceci s’effectue par l’action d’un levier de commande, non représenté sur le dessin d’ensemble, qui transmet un effort axial à l’axe de commande (16). Cette action a pour conséquence d’écarter ou de rapprocher les trois billes (15) de l’axe de l’arbre de sortie et donc de réaliser l’embrayage ou non de la roue (5) sur l’arbre de sortie (4). Ainsi une personne peut venir pousser librement le fauteuil qui fonctionne alors en roues libres.

Eclaté du mécanisme d'embrayage.

Billes d'indexages

Ressort Axe de

commande

La zone F montre la position débrayée.

(17)

17 1 Anneau élastique 16 1 Axe de commande

15 3 Bille d'indexage 3billes à 90°

14 1 Ressort de compression 13 1 Frein à manque de

courant

12 1 Pignon moteur 8 dents 11 1 Moteur

10 2 Anneau élastique 9 2 Roulements BC 8 2 Roulements BC

7 1 Roue dentée 60dents

6 1 Pignon arbré 9 dents

5 1 Roue dentée 68 dents

4 1 Arbre de sortie 3 1 Carter

intermédiaire 2 1 Couvercle 1 1 Bâti

Rep Nb Désignation observation FAUTEUIL ROULANT

ELECTRIQUE

Echelle:1:2

2 12

13 6 16

4

14 9

5 3 1

10 17 7

8

11

4 10

14 15

17

16 5

Embrayage en position débrayée à l’échelle 4:5

(18)

Dossier réponse FAUTEUIL ROULANT ELECTRIQUE Page 1 sur 5 A-

PARTIE GENIE MECANIQUE :

1- Etude de la transmission du fauteuil électrique.

En se référant au dossier technique du système pages 4/5 et 5/5,

1-1 Compléter le diagramme F.A.S.T ci-dessous en inscrivant les fonctions techniques et les composants manquants. (3pts)

PROCESSEURS Convertir l’énergie

électrique en énergie mécanique

de rotation.

Adapter l’énergie mécanique de

rotation.

Motoriser les roues arrières.

Commander la propulsion

Créer un effort manuel.

………

……….

Transmettre à volonté le mouvement de rotations

à l'arbre (4)

Axe de commande (16) FT1

FT2

FT11

FT12

FT21

FT122 FT121

FT212 FT211

FT1222 FT1221

FP1

Débrayer le mécanisme.

………

………...

Transmettre le mouvement de l’arbre moteur au

pignon arbré (6).

………

Propulser le

fauteuil ………

………

Engrenage (6-5)

Permettre le déplacement d’un lieu à un autre d’un utilisateur

FT22

………

………..

Créer un effort presseur

Ecarter les trois billes (15)

Axe de commande (16) FT222

FT221

(19)

1-2 En se referant au dossier technique pages 3/5 et 5/5, compléter le schéma cinématique du mécanisme au cours du fonctionnement normal: (2.5 pts)

1-3 Etude de la motorisation de la roue arrière:

En se référant au dossier technique pages 3/5 et 5/5 et le schéma cinématique, a- Calculer le rapport global rg du réducteur (1 pt)

………

………..

b- Calculer la vitesse de rotation de l'arbre (4) N₄ sachant que la Vitesse de rotation du moteur Nm = 2400 trs /mn (0.75 pts)

………

……….

c- Calculer la vitesse linéaire V en m/s du fauteuil, sachant que le diamètre de la roue arrière du fauteuil dr = 400 mm (0.75 pts)

………

d- Déduire la vitesse V en Km/h (0.5 pts)

………

1- 4 Etude de l'embrayage de la roue arrière:

En se referant au dessin d'ensemble de l'embrayage" position débrayée" et la vue en 3D pages 4/5 et 5/5 du dossier technique:

a- la transmission de mouvement de rotation de la roue (5) à l'arbre de sortie (4) est- elle obtenue par obstacle ou par adhérence? Expliquer (0.75 pts)

………

Roue arrière

Moteur

(20)

b- indiquer la nature de commande de cet embrayage. (0.5 pts)

………

c- de quel type s'agit –il? (instantané – progressif)………. (0.25 pts)

d- Compléter à l'échelle du dessin la représentation du dispositif d'embrayage en position "embrayée".

(1.25 pts)

e- Proposer un ajustement pour le montage de l'axe de commande (16). (0. 5 pts)

2- Etude de résistance de l'arbre de sortie (4):

Dans cette étude, on ne tiendra que des actions mécaniques induisant la flexion de l'arbre de sortie (4) : Hypothèses :

Poids de l'arbre de sortie (4) négligé Frottement négligé.

Tous les actions supposés exercés sur l'axe de symétrie.

L'arbre de sortie (4) est assimilé à une poutre cylindrique creuse modélisée comme suit:

On donne:

Le cœfficient de charge linéique répartie sur la zone AA' appliqué par la roue arrière sur l'arbre de sortie (4) P= 40 N/mm

La force Fc est un effort radial appliqué par la roue (5) au point c.

Les deux réactions au point B et D.

A A' C D

B

50 mm 70 mm 30 mm 30 mm

X Y

FC

P

4 5

10 14

(21)

b- Donner l'expression littérale du moment fléchissant Mf dans la zone BC. (1 pt)

………

………..

c - Déduire la valeur de la force F_B(1 pt)

………

...

d- calculer le module de flexion (I_GZ/ V) sachant que le diamètre extérieur minimal D = 26mm et celui de l'intérieur égal à 0.75 D. (1 pt)

………

e- calculer la contrainte normale maximale

σ

max (0.75 pts)

………

3- Etude de guidage de l’arbre de sortie (4): (4pts) 215

190

50 Mf(x) N.m

A A' B C D

X a- Rechercher sur le diagramme ci-

contre la section de la poutre la plus sollicitée? (0. 5 pts)

………..

Déduire Mf_max = ……….

(0.25 pts)

I_GZ/ V =……….

σ

max=……….

FB =……….

Diagramme du moment fléchissant Mf(x)

(22)

Les charges axiales appliquées sur la roue arrière dans les virages et les actions de l’engrenage hélicoïdal sont transmises à l’arbre de sortie (4). Pour mieux supporter ces charges, on se propose de modifier le guidage en rotation de l’arbre de sortie (4) en remplaçant les roulements (9) (voir page 5/5 du dossier technique par deux roulements à billes à contact oblique (R1 et R2) voir le dessin ci-dessous.

On demande de compléter le dessin ci-dessous ; en assurant :

5-1 Le guidage en rotation de l’arbre de sortie (4) par les roulements (R1et R2).

5-2 L’étanchéité du mécanisme.

5-3 L’inscription des ajustements relatifs au montage des roulements et du joint d’étanchéité.

16 4

2 5

3 14

R2 R1

1

ECHELLE : 1:1

(23)

UNITE DE PRODUCTION DE BOISSONS GAZEUSES

1) Description de la chaîne :

Le système étudié est une chaîne de production de boissons gazeuses. Elle est constituée par : - Un chariot élévateur qui dépose une à une les palettes chargées des caisses.

- Un dépalettiseur muni d’un bras manipulateur permettant le déchargement des palettes.

- Une videuse de caisses.

- Une laveuse permet de laver les bouteilles.

- Un poste de remplissage des bouteilles - Un poste de bouchage

- Une étiqueteuse pour les bouteilles.

- Une remplisseuse de caisses.

- Une laveuse de caisses.

- Deux postes de contrôle pour le bon déroulement des opérations de remplissage.

- Deux points de comptage.

UNITE DE PRODUCTION DE BOISSONS GAZEUSES

1

^ére

partie : Etude du mécanisme de bouchage :

Description de fonctionnement du mécanisme de bouchage :

Notre étude se limite à la partie opérative du sous système de bouchage. Ce mécanisme permet de boucher les bouteilles après avoir été remplies de boissons gazeuses.

Sontireuse (R em lissage)

B oucheuse

Poste de contrôle des bouteilles rem plies Poste de contrôle des bouteilles vides

Laveuse des caise vides

Laveuse de

bouteilles

Encaisseuse

D écaisseuse

Etiquetteuse Cam pteur de

bouteilles rem plies

C am pteur de caises avec bouteilles rem plies

D épalatisseur

Palatisseur

Stock de caises avec bouteilles vides

Stock de caises avec bouteilles rem plies

Chariot élévateur B ras m anupilateur

Fin D ébut Tapis

Convoyeur à chaîne

(24)

V1 : Capteur présence bouteille V2 : Capteur bouteille bouchée

Ce mécanisme est composé d’un moteur – réducteur et d’un système de transformation de mouvement . la présence d’une bouteille vide déclenche la rotation de l’arbre (2) . Le système bielle-manivelle (7 et 12) transforme le mouvement de rotation en mouvement de translation alternatif du coulisseau (14) . La bouteille

est bouchée lorsque le coulisseau arrive à la position basse . V1

L11 L10 L21

L20

C2 C1

Tapis roulant

Moteur réducteur M12

Bielle Coulisseau

Moteur du tapis M11

Tombour

V2

SOUS SYSTEME DE BOUCHAGE

Rp Nb

Désignation 1

2 3 4 5 6 7

1 1 2 2 2 1 1

Corps

Arbre moteur Rondelle plate

Coussinet à collerette Anneau élastique Manivelle

Clavette parallèle, A 10x10x30

Coussinet 2

9 Axe d'articulation 2

8 Bielle

Vis C HC ,M10-20

Rondelle plate Coulisseau

Glissière

Ecrou H , M16 14 1

4 1 2 2 11 10 13 12

1

15

(25)

B-B

14 15 2

1 3 4 5

12 6 7 8 9 10

11

13 Ø26 H7f7 Ø42 H7p7

A A

B B

A-A

LYCEE SECONDAIRE BEB EL KHADRA TUNIS

Labo de Mécanique

Echelle1:2

MECANISME DE BOUCHAGE

BAC 2008

Page ..../....

(26)

A)Donner La fonction principale du Mécanisme de bouchage

………

………

B/ DEFINITION DES ELEMENTS D’UN PRODUIT :

B-1) Justifier le choix de l’ajustement Ø26 H7/f7 et Ø42 H7/p7

………..

………..

B-2) Tracer les chaînes de cotes minimales qui installent les cotes conditions JA et JB.

15 JC C

1

C

15

1

14

B-1-5) On donne la chaîne de cotes minimales qui installe la cote

condition JC. Sachant que C1 =

0,2

8

0⁺

et C =

0,2

3

0,5 +−

12 11

J ^A J ^B

a) Ecrire les équations donnant les cotes JCMaxi et JC mini

JCMaxi = ...

JC mini = ...

b)

Déterminer la cote C15 C15_Maxi =...

C15 mini ...

C14= .

(27)

C-RESISTANCE DE MATERIEAUX : Etude de l’arbre moteur (2)

La figure ci-contre représente l’arbre moteur (2) , il est assimilé à une poutre de poids négligeable et de diamètre d=22 mm qui se repose sur deux appuis B et C.

Elle supporte deux charges localisées en A et en D avec Fuur_A = Fuur_D =1500N

; Re = 750Mpa et s=3

1. Déterminer analytiquement les réactions

R

_B

uuur

et

R

_C

uuur

En appliquant le P.F.S :

………...………

………

………...………

………

………...………

………

………...………

2. Calculer la variation de l’effort tranchant et tracer cette variation sur un diagramme.

………

………...………

………

3. Calculer la variation du moment fléchissant et tracer cette variation sur un diagramme.

………

………...………

………

60m m 50m m

B

RB

FA

C

45m m RD

FD

C D

(28)

Diagramme des efforts tranchants

T (N)

x

Diagramme du moment fléchissant

Mf (Nm)

x

4. Calculer la contrainte tangentielle maximale

………...………

………

………...………

5. Calculer la contrainte normale maximale due à la flexion

………...………

………

………...………

………

………...………

6. Calculer la valeur de la résistance pratique

………...………

………

7. L’arbre résiste-il à la flexion plane simple

………...………

(29)

Etude de l’axe d’articulation

L’axe d’articulation (8) est modélisé par une poutre de section circulaire encastrée au point K et supportant une action F

uur

= 10000 N comme l'indique le croquis suivant Sachant que cette poutre est constituée en acier de limite élastique Re = 420 N/mm², on désire un coefficient de sécurité de 3

1. Déterminer

F

_K

uur

la réaction en K et

M

_e

uuur

le moment d’encastrement

………

2. Calculer la variation de l’effort tranchant et tracer cette variation sur un diagramme.

………

……… I K 3. Calculer la variation du moment fléchissant et tracer cette variation sur un diagramme.

………

……… I K

………

4. Déterminer la contrainte normale maximale. et déduire d

………

X Y

K I

110mm

F

Mf (Nm) T (N)

(30)

5

^éme

partie : Etude du tapis de déplacement des bouteilles vides

Description du réducteur

Le tapis de déplacement des bouteilles vides est entraîné, à travers un réducteur de vitesse à engrenage droite constitué d’un pignon (9) solidaire à l’arbre intermédiaire (16)et une Couronne dentée (8) solidaire à l’arbre de sortie (1) (voir dessin d’ensemble page10/44),

Description de l’embrayage

L’embrayage ; à commande pneumatique ; reçoit le mouvement par l’intermédiaire d’une cloche (30) solidaire à l’arbre moteur (26) :Nm= 1500 tr/min . Le raccord (17) distribue l’air comprimé qui par son action sur le piston (18) assure l’effort presseur entre les disques (32) et (33).

Nomenclature

13 4 Entretoise 26 1 Arbre moteur 39 1 Joint plat

12 2 Roulement BC 25 2 Vis CHc 38 1 Couvercle

11 2 Bâtie 24 1 Rondelle spéciale 37 1 Roulement BT

10 2 /……….. 23 3 Ressort 36 1 Corps

9 1 Pignon m=3 Z9 22 1 Plateau gauche 35 1 Joint torique 8 1 Couronne m=3 Z8 21 1 Poussoir 34 3 Doigt

7 1 Flasque 20 1 Joint torique 33 2 Disque moteur 6 1 Clavette // 19 1 Roulement BT 32 1 Disque récepteur

5 1 Ecrou à encoches 18 1 Piston 31 1 Plateau droit

4 2 Roulement KB 17 2 Raccord 30 1 Cloche

3 1 Couvercle 16 1 Arbre intermédiaire 29 1 Clavette //

2 4 Joint à lèvre 15 1 Joint à lèvre 28 1 Rondelle spéciale 1 1 Arbre de sortie 14 2 Couvercle 27 1 Clavette //

Rep Nb Désignation Rep Nb Désignation Rep Nb Désignation

A-1 Analyse fonctionnelle de la partie opérative

En se référant au dessin d’ensemble de l’embrayage réducteur (page 10/44 ), Compléter le tableau ci- dessous (le processeur ou la fonction technique)

Fonction technique Processeurs

Lier l’arbre moteur (26) à la cloche (15) ...

... Couple d’engrenage (8-9) Commander l’embrayage ...

... Ressort (23) ... Pièce (10) ... Trois Doigt (34) ... Joint torique (20)

(31)

1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

24 25

26

27

28 29

30 31 32 33 34 36

38 39

EMBAYAGE REDDUCTEUR

LYCEE SECONDAIRE BEB EL KHADRA TUNIS

le ...-05-08 Labo de Mécanique Page ./.

Echelle1:1

37 35

(32)

G.MECANIQUE

B/ CALCUL DE PREDETERMINATION OU DE VERIFICATION B1- Etude cinématique

La vitesse de rotation de l’arbre de sortie (1) N1=250 tr/mn L’entraxe a 8-9 = 120 mm

1- Calculer le rapport global de réduction.

. . . . . . . . .

2- Calculer Z8 et Z9.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B2 - ETUDE DE L’EMBRAYAGE : 1) Quel est le type d’embrayage utilisé ?

. . . 2) Les circonférences minimales et maximales des surfaces de contact des disques ont :

Diamètre maxi = D et Diamètre mini = d Mesurer les deux diamètres sur le dessin d’ensemble (Echelle 1/2) D = . . . d = . . . . 3) Sachant que : -Le coefficient de frottement f = 0,18

-L’effort presseur N uuur

= 1200 N Calculer le couple (Ct) transmissible par cet embrayage.

. . . . . . . . . B3 - CALCUL DE PREDETERMINATION :

1°) L’arbre (16) de section cylindrique de diamètre 40 mm est sollicité à la torsion simple .

1-1 Sachant que la résistance pratique au glissement du matériau de cet arbre est Rpg= 20.N/mm², calculer le moment de torsion maxi ( Mt maxi) pouvant être appliqué sur cet arbre.

. . . . . . . . . . . . . 1-2- Sachant que le module d’élasticité transversale G = 80.10³ N/mm² ,

calculer l’angle unitaire de torsion.

. . . . . . . . . 1-3- Calculer en degré l’angle de décalage

α

entre les sections extrêmes de l’arbre

. . . . . . . . .

r^g = . . . .

………

Z⁹. = . . . . Z⁹. = . . . .

(33)

G.MECANIQUE

2/ L’arbre de sortie (1) est en acier de résistance à la limite élastique Re =295 N/mm²et de

diamètre d. Cet arbre est assimilé à une poutre de section circulaire pleine, elle est en équilibre sous l’action de 4 forces

R

_A

uuur

; FuurB =600 N

; q 15 N / mm= ^etR_D uuur

3-1. Déterminer les réactions RA et R_D

………

3-2. Calculer la variation du moment fléchissant et tracer cette variation sur un diagramme.

………

X

Y

X(mm)= 0.00 40 80 160

A B C C’ D

140

B q

F

uur

(34)

G.MECANIQUE

3-3. Déduire le diamètre minimale d min si le coefficient de sécurité s = 4

….………

………

4/ L’arbre (1) est cylindrique plein transmet une puissance de 30 KW 4-1. Calculer le couple qui sollicite cet arbre.

………

4-2. Calculer son diamètre sachant que Reg = 160 N/ mm². s=4

………

X

MF(N .m)

A B C C’ D

(35)

G.MECANIQUE

………

4-3. Calculer l’angle unitaire de torsion G=80 000 N/mm²

………

4-4. Si on veut limiter l’angle unitaire de torsion à une valeur θθθθmax =1,25⁰/m, rechercher le diamètre de l’arbre(16)

………

4-5. Quel diamètre faut-il choisir ? Justifier ton choix.

………

C2-2 /Le tambour du tapis a une section cylindrique creux de diamètres D = 200 mm, d = 0,8D a une longueur de 0,8m.

a) Calculer le module de torsion.

………

b) Calculer le couple transmis sachant que la contrainte tangentielle maxi est de 30 N//mm²

(36)

G.MECANIQUE

………

c) Déduire la puissance à transmettre pour N= 100 tr / mn.

………

d) Calculer l’angle relatif de torsion entre les deux sections extrêmes, on donne G=8.10⁴ N/mm²

………

D –PRODUCTION D’ UNE SOLUTION OU D’ UNE MODIFICATION :

On désire remplacer les roulements (4) de type K B, du dessin d’ensemble du dossier technique par les roulements de type BC, R1 et R2 représentés sur le dessin ci- dessous.

a- Compléter le montage de ces deux roulements ; l’arrêt en translation du coté gauche est assuré par un écrou à encoche.

b- Réaliser la liaison encastrement de la couronne (8) sur l’arbre (1),

c- Indiquer les ajustements nécessaires aux montages des roulements et de la couronne (8).

1 2

R¹ 7 8 9 R² 11

(37)

G.MECANIQUE

6

^éme

partie : Etude du mécanisme d’entraînement du tapis de déplacement des caisses

I-DESCRIPTION DU MECANISME D’ENTRAINEMENTSE DU TAPIS ROULANT La figure ci-dessous, représente le mécanisme d’entraînement du tapis de caisses constitué de :

Un moteur électrique muni d’un frein électro-magnétique

Une poulie motrice solidaire à l’arbre de sortie(48) d’une boîte de vitesse.

Une poulie de renvoie

Une poulie réceptrice solidaire au tambour

Bâtie

Courroies

Poulie motrice

Boîte de vitesses Poulie de renvoie

Tanbour

(38)

Moteur frein + Boite de vitesses

Dossier Tech Page 5/6 Echelle 1 :4

1 2 4 3 5 6 7 8

10 9 12 11

13 14 15 16 17 19 18

20

21 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36

47 48 49 50 51 52 53 54 22

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

55

(39)

27 1 Boîtier 54 1

26 1 Axe de Fourchette 53 1 Bâti

25 1 Fourchette 52 1 Roue dentée 24 16 Vis H, M8-28 51 1 Roue dentée 23 2 Joint plat 50 1 Roue dentée

22 1 49 1 Roulement 55 BC 03

21 1 Boîtier 48 1 Arbre de sortie 20 1 Roulement 55 BC 03 47 1 Clavette parallèle 19 4 Ecrou H, M10 46 1 Joint à lèvre 18 16 Rondelle élastique 45 2 Garniture

17 1 Plateau intermédiaire 44 2 Clavette parallèle 16 1 Plateau moteur 43 1 Joint à lèvre

15 4 Vis H, M10-70 42 1 Roulement 70 BC 03 14 1 Plateau récepteur 41 1 arbre moteur

13 1 Anneau élastique pour arbre 40 1 Roulement 70 BC 03 12 1 Couvercle 39 1 Bague entretoise

11 1 Corps 38 1 Ressort

10 1 Stator 37 1 Garniture

9 1 Rotor 36 1 Clavette parallèle 8 2 Charbon 35 1 Poulie motrice

7 1 Bobine électromagnétique 34 2 Courroie trapézoïdale 6 1 Cloche fixe 33 1 Roulement 55 BC 03 5 1 Cloche mobile 32 4 Bague

4 1 Disque 31 1 Arbre intermédiaire 3 1 Rondelle W36 30 2 Clavette parallèle 2 1 Ecrou H, M36 29 1 Roulement 55 BC 03

1 1 Capot 28 1

Rep Nbre Désignation Rep Nbre Désignation

1- Etude technologique :

a- Nommer l’élément (28) :………

b- Donner le nom, et les fonctions des éléments (22) et (54) : Fonction de (22) :……….……..……

Fonction de( 54) :………...………...

c- Donner le nom de l’organe former par A={14-15-16-17-18-19-45} :………..

Préciser deux fonctions pour cet organe.

Fonction1 :……….

Fonction2 :……….

d- Préciser la fonction du ressort (38) :………..

e- Donner la fonction de l’élément (37) :……….……….

f- La boite à vitesses utilisées est–elle synchroniseé ? Justifier ?………...

………

(40)

2- Etude cinématique:

En se référant au dessin d’ensemble, compléter le schéma cinématique ci-dessous.

Sachant que toutes les roues sont à denture droite de module m = 2 mm, compléter le tableau suivant.

Roues

(28c) (52) (28b) (50) (28a) (51)

Nbre des

dents : Z ……….. ……….. ……….. 105 ……….. ………..

Diamètre

primitif : d 168 ……….. ……….. ……….. ……….. ………..

Entre-axe :

a a₁ = ……….. a2 = 226 a₃ = ………..

Raison : r

r₁ = ……… r₂ = ……… r3 = 0,725

Sachant que les poulies motrice et réceptrice ont pour diamètre respectivement 200 mm et 1000 mm, calculer la raison de cette transmission.

………

en déduire alors les trois raisons globales du moteur à la coquille.

………

Sachant que le moteur tourne à une vitesse 500 tr/mn, trouver les trois vitesses de la coquille.

………

31

A

4

35

51

Moteur

38 10

41 28a

28b 28c

50

52 48

34

r

g1

=

………….

r

g2

=

………….

r

_g3

=

………….

N

2

=

………….

N

₃

=

………….

N

1

=

………….

(41)

3- Côtation fonctionnelle :

La côte condition « A » est-elle représentée en maxi ou en mini ? Justifier.

………

Etablir les chaînes minimales de côtes relatives aux conditions « A » et « B ».

4-Etude de résistance des matériaux

L’axe du poulie de renvoie est assimilé à une poutre de section circulaire pleine de diamètre d=28mm encastrée à une de ces deux extrémités en (A) , est supposé sollicité à la flexion simple.

13 42 12 11 41 40 39 5

1 3 2

4 37 6 B

A…….

(42)

Echelle : 1mm 5Nm

B2-1) En se référant au diagramme des efforts tranchants donné par la fig .c en déduire :

...

R

A

= uuuur

et

uuuur F

_B

= ...

B2-2) Calculer et représenter sur la fig .b le moment d’encastrement

M

_A

uuuuur

. . . . . . . . . . . . . . . . . B2-3) Ecrire l’expression des moments fléchissant : a) Entre les section A et B

. . . b) Entre les section B et C

. . . B2-3) Tracer le diagramme de variation des moments fléchissant le long de la poutre fig .d :

B2-4) En déduire la valeur du moment fléchissant dans la section la plus sollicitée de la poutre

max_i

...

Mf = Nmm

uuuuuuuur

B2-5) Calculer la valeur de la contrainte normale maximale due à la flexion

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B2-6) Le constructeur décide de prendre un coefficient de sécurité d’une valeur s=6 , calculer la valeur de la limite élastique minimale correspondante du matériau pour satisfaire cette condition.

. . . . . . . . . . . B2-7) En déduire toutes les nuances de matériau du tableau ci-dessous qui garantissent la résistance de l’axe (2)

Nuance de matériau

C22 C25 C35 C40 C45

Re [N/mm²] 255 285 335 355 375

. . . . . . . . . . . . . . .

A B C

X

95 25

Y

F^B A

Y

C

X

T (daN)

X

X 50

100

+

Mf(N.m)

Fig .a

Fig .b

Fig .c

Fig .d

B

+

(43)

7

^éme

partie : Etude de l’unité de lavage de bouteilles

I- Motorisation de l’unité de lavage des bouteilles :

Le mécanisme de l’unité de lavage des bouteilles donné à la page …/….

4- Description de la transmission du malaxeur

a- motorisation : (voir figure 3 ci-dessous et dessin d'ensemble page 6/6 du dossier technique) Le moto-réducteur frein (Mt1) transmet son mouvement de rotation au malaxeur par:

- un système pignons et chaîne à rouleaux double (4-47-56);

- un engrenage cylindrique à denture droite (8-12)

b- Freinage : (voir figure 4 ci-dessous et dessin d'ensemble page 6/6 du dossier technique)

Le moto-réducteur du malaxeur est équipé d'un frein à disque à manque de courant qui fonctionne comme suit :

A la mise sous tension du moto-réducteur frein, l'électro-aimant (31) attire le plateau mobile (33) qui comprime le ressort (32) et libère le disque (35). Le frein est alors hors service. A la mise hors tension, l'électro-aimant (31) n'est plus alimenté, il libère le plateau mobile qui, sous la pression du ressort (32), presse le disque sur le plateau fixe (23) pour arrêter le malaxeur au cours du changement du sens de rotation.

FREIN A DISQUE

Bobine Ressort Disque MOTO-REDUCTEUR FREIN

Moteur

Pignons et chaîne

Engrenage Frein

Figure 3 Figure 4

(44)

5 - Composants normalisés

6- Nomenclature

28 1 Vis spéciale 56 1 Chaîne à rouleaux double

27 1 Cache 55 1 Joint plat

26 3 Ecrou hexagonal 54 3 Vis à tête cylindrique à six pans creux 25 3 Rondelle Grower 53 1 Stator

24 3 Goujon 52 1 Rotor

23 1 Plateau fixe 51 1 Anneau élastique pour arbre 22 6 Bloc en caoutchouc 50 1 Anneau élastique pour arbre

21 1 Flasque 49 1 Arbre moteur

20 1 Douille 48 1 Clavette parallèle Forme A 19 1 Arbre du malaxeur 47 1 Pignon double pour chaîne 18 1 Goupille élastique 46 1 Joint à lèvres

17 1 Goupille élastique 45 1 Roulement à une rangée de billes 16 1 Manchon 44 2 Vis à tête cylindrique à six pans creux 15 1 Arbre de sortie 43 2 Rondelle plate

14 1 Joint à lèvres 42 3 Goujon

13 1 Clavette parallèle Forme A 41 3 Ecrou hexagonal 12 1 Roue dentée 40 3 Rondelle Grower 11 1 Couvercle 39 1 Bloc moteur 10 3 Roulement à une rangée de billes 38 1 Carter

9 2 37 1 Ventilateur

8 1 Pignon arbré 36 1 Clavette parallèle Forme A

7 1 Carter 35 1 Disque frein

6 1 Roulement à une rangée de billes 34 2 Garniture 5 4 Vis à tête cylindrique à six pans creux 33 2 Plateau mobile 4 1 Roue double pour chaîne 32 1 Ressort

3 1 Corps 31 1 Electro-aimant

2 4 Vis à tête cylindrique à six pans creux 30 1 Corps porte électro-aimant

1 1 Cache 29 1 Ecrou hexagonal

Rep Nb Désignation Rep Nb Désignation

Clavette parallèle, forme A a

b

k j

d

d a b j k

de 17 à 22 inclus 6 6 d-3,5 d+2,8

22 à 30 8 7 d-4 d+3,3

30 à 38 10 8 d-5 d+3,3

38 à 44 12 8 d-5 d+3,3

Anneau élastique pour arbre

k min

f (H13)

e (h11)

d g

C

d e c f g k

17 1 25,6 1,1 16,2 1,2

20 1,2 29 1,3 19 1,5

22 1,2 31,4 1,3 21 1,5

25 1,2 34,8 1,3 23,9 1,65 28 1,5 38,4 1,6 26,6 2,1

(45)

1- Etude du moto réducteur frein

MOTO-REDUCTEUR FREIN

MOTO-REDUCTEUR FREINEchelle 3 : 4A3

(46)

En se référant au dessin d'ensemble du moto réducteur frein

1-1 Compléter le diagramme F.A.S.T relatif à la fonction FT "Transmettre le mouvement de rotation de l'arbre moteur (49) à l'arbre du malaxeur (19)":

Composants

2- Etude du frein

En se référant au dessin d’ensemble et à la figure 4 du dossier technique, 2-1 Donner le rôle du ressort (32).

……….……….

2-2 Compléter sur la figure b ci-dessous le schéma cinématique correspondant à la position freinée.

3- Etude de l’assemblage du couvercle (11) avec le carter (7) En se référant au dessin d’ensemble et à la nomenclature

(voir dossier technique pages 5/6 et 6/6) : 3-1 Donner le nom et le rôle de l’élément (9)

Nom : ……….……….…………

Rôle : ……….……….………

……….……….

49 31

33

35

23+38+39…

Figure a : Position libre (liaisons masquées) FT : Transmettre la rotation de l'arbre

moteur (49)

FT1 : Transmettre la rotation de l'arbre

moteur (49) au pignon arbré (8) …….………...

FT2 : Transmettre la rotation du pignon arbré (8) à l'arbre de sortie (15) FT3 : Transmettre la rotation de l'arbre de sortie (15) à l'arbre du malaxeur (19)

…….………...

Figure b : Position freinée

49

31 23+38+39…

(47)

3-2 Donner le type des ajustements suivants :

- Ajustement entre (9) et (7) : ………..…………

- Ajustement entre (9) et (11) : ………

4- Lubrification de l'engrenage (8-12)

Donner la nature du lubrifiant utilisé pour cet engrenage

……….………

5- Etude du réducteur de vitesse

Le réducteur représenté à la page 6/6 du dossier technique et schématisé ci-contre est à deux étages:

•••• pignon (47), roue (4) et chaîne à rouleaux double de rapport r1 = 0,625;

•••• pignon (8) et roue (12) à denture droite de : - rapport r2= 4/15 ;

- module de denture m = 2 mm;

- entraxe a12-8 = 95 mm ;

Le moteur est de puissance P = 0,55 KW et de vitesse de rotation Nm = 740 tr/min.

Le rendement global du réducteur ηηηη = 0,7.

5-1 Calculer les nombres de dents Z₈ et Z₁₂.

……….………

5-2 Calculer le rapport global rg du réducteur.

……….………

5-3 Calculer la valeur de la vitesse de l'arbre de sortie (15).

……….………

….……….………

…….……….………

5-4 Calculer la puissance à la sortie du réducteur.

……….………

….……….………

Z₁₂ = …….………..….

Z8 =….…….………..….

r_g = …….………..….

4 49

…

15

8 12

47

N15 = …….………...….

P15 = ……...………..….

(48)

5-5 Calculer la valeur du couple appliqué sur l'arbre de sortie (15).

……….………

….……….………

…….……….………

……….……….………

6- Dimensionnement de l'arbre de sortie (15)

L'arbre (15) est assimilé à une poutre de section circulaire pleine sollicitée à la torsion simple sous l'action du couple transmis C15 et un couple résistant.

Sachant que : - C15 = 30 Nm; - le module d'élasticité transversale G = 80000 N/mm²; - la limite élastique au glissement Reg = 175 N/mm²;

- le coefficient de sécurité s = 4.

6-1 Calculer le diamètre minimal d1 mini de l'arbre à partir de la condition de résistance.

………

……….

6-2 Calculer le diamètre minimal d2 mini de l'arbre à partir de la condition de déformation sachant que l'angle unitaire de torsion θθθθmax = 1,5 °/m.

………

………...………

……….

6-3 Déduire le diamètre minimal d mini de l’arbre qui répond à ces conditions (de résistance et de déformation).

………

………...………

……….

7- Conception

7-1 Guidage du pignon arbré (8)

7-1-1 Compléter la représentation du guidage en rotation du pignon arbré (8) en assurant le montage des roulements (6) et (10).

7-1-2 Réaliser l’étanchéité en complétant le montage du joint à lèvres (57).

7-1-3 Indiquer les cotes tolérancées des portées des roulements et du joint à lèvres.

7-2 Encastrement de la roue (4)

7-2-1 Compléter l’encastrement de la roue double pour chaîne (4) sur le pignon arbré (8) en utilisant les composants normalisés fournis à la page 5/6 du dossier technique.

7-2-2 Indiquer l’ajustement relatif au montage de la roue.

d1 mini = …...……..

C15 = …...….………..….

d2 mini = …...……..

d mini = …...……..

(49)

Echelle 1 :1

(50)

8

^éme

partie : Etude du mécanisme d’entraînement du convoyeur à bonde

NOMENCLATURE

La nomenclature ci-après et le dessin d’ensemble partiel de la page …./……concernent le mécanisme d’entraînement du convoyeur à bonde

12 1 Coussinet 24 1 Arbre moteur

11 1 Coussinet 23 1 Boîtier

10 1 Entretoise 22 1 Support

9 1 Clavette 21 1 Garniture

8 1 Support bobine 20 1 Arbre d’entrée du réducteur

7 1 Bobine 19 1 Anneau élastique

6 1 Plateau 18 1 Rondelle élastique

5 1 Clavette 17 1 Clavette

4 1 Armature 16 1 Accouplement

3 1 Moyeu 15 4

2 1 Carter 14 1

1 1 Carter du réducteur 13 1 Arbre intermédiaire

Rp. Nb Désignation Rp. Nb Désignation

(51)

2416151481312111097654321 201718192123

M 1 R E D U C T E U R E M B R A Y A G E A C C O U P L E M E N T

22