Date : Nom : Groupe : Enseignant(e) : Cahier d’apprentissage et d’exercices 78 - Les mécanismes de transmission du mouvement Organisation du contenu : Univers technologique Langage des lignes Ingénierie mécanique 71 - Types de mouvements 72 - Effets d’une force 73 - Machines simples 74 - Système 75 - Composantes d’un système 76 - Transformation de l’énergie 77 - Fonctions mécaniques élémentaires (liaison, guidage) 78 - Mécanismes de transmission du mouvement 79 - Mécanismes de transformation du mouvement Terre et espace Caractéristiques de la Terre Phénomènes géologiques et géophysiques Phénomènes astronomiques Matériaux Fabrication Univers matériel Propriétés Transformations Organisation Univers vivant Diversité de la vie Maintien de la vie Perpétuation des espèces Les mécanismes de transmission du mouvement Objectif d’apprentissage Lorsque tu auras complété ce cahier, tu seras capable d’accomplir la tâche suivante : 1. Repérer des mécanismes de transmission du mouvement dans des objets techniques. Notions théoriques Il est possible de combiner des machines simples comme les roues, les roues dentées et les engrenages pour produire des machines plus complexes appelées mécanismes. Les mécanismes sont conçus pour accomplir des tâches que ne peuvent accomplir les machines simples. Nous verrons dans ce document un premier type de mécanisme : les transmissions du mouvement. Définition Un mécanisme de transmission du mouvement est un assemblage de deux ou plusieurs machines simples qui transmettent un type de mouvement d’une pièce à une autre sans en modifier la nature. Mécanisme à roues de friction Le mécanisme à roues de friction est composé de deux ou plusieurs roues en contact directe et dont le mouvement de rotation est transmis par frottement. La surface rugueuse des roues est suffisante pour assurer la transmission de la rotation d’une roue à l’autre. On observe ce type de mécanisme dans des objets tels que la dynamo sur la roue de vélo ou dans la presse à imprimer (voir fig.1). On reconnait les roues de friction à leur surface de contact rugueuse souvent en caoutchouc. On les emploie lorsque peu de force est requise pour transmettre efficacement un mouvement de rotation à des pièces peu éloignées les unes des autres. Ce mécanisme inverse le sens du mouvement de rotation d’une roue à l’autre et peut servir à synchronises des pièces, à modifier la vitesse de rotation d’une des roues ou son axe de rotation. La roue la plus petite tourne plus rapidement. 2 a) b) Fig. 1. Mécanismes à roues de friction. a) Dynamo. b) Presse à imprimer. Mécanisme à engrenages Le mécanisme à engrenages est composé de deux ou plusieurs engrenages en contact directe et dont le mouvement de rotation est transmis par les dents. L’emboîtement des dents assurer la transmission de la rotation d’un engrenage à l’autre. On observe ce type de mécanisme dans des objets tels que la transmission d’une automobile ou dans une montre (voir Fig.2). a) b) b) Fig. 2. Mécanismes à engrenages. a) Transmission automobile b) Montre. On reconnait ces mécanismes aux dents qui s’emboîtent les unes dans les autres. On les emploie lorsqu’une force importante est requise pour transmettre efficacement un mouvement de rotation à des pièces peu éloignées les unes des autres. Ce mécanisme inverse le sens du mouvement de rotation d’un engrenage à l’autre et peut servir à synchroniser des pièces, à modifier la vitesse de rotation d’un des engrenages ou son axe de rotation. L’engrenage le plus petit tourne plus 3 rapidement. Ce mécanisme est utilisé dans l’éolienne pour multiplier la vitesse de l’axe de l’alternateur (Fig.3). a) b) Fig. 3. Éolienne. a) Vue générale b) Vue interne du multiplicateur de vitesse. Il peut aussi servir à multiplier la force. Dans ce cas, l’engrenage le plus gros génère une plus grande force. C’est ce que l’on observe dans un treuil (Fig. 4). La manivelle tourne le petit engrenage qui entraine le plus gros. La force est suffisante pour monter une charge sur une remorque par exemple. Fig. 4. Un treuil. Mécanisme à poulie est courroie Le mécanisme à poulie et courroie est composé de deux ou plusieurs poulies liées par une courroie qui assure la transmission de la rotation par le frottement. On observe ce type de mécanisme dans des objets tels que la courroie à transmission d’un moteur ou un remonte-pente (voir fig.5). a) b) Fig. 5. Mécanismes à poulie et courroie. a) Moteur b) Remonte-pente. 4 On reconnait ce mécanisme à la courroie qui relie les deux poulies. On l’emploie lorsque peu de force est requise pour transmettre efficacement un mouvement de rotation à des pièces éloignées les unes des autres. Ce mécanisme peut être assemblé de manière à maintenir ou inverser le sens du mouvement de rotation d’une poulie à l’autre et peut servir à synchroniser des pièces ou à modifier la vitesse de rotation d’une des poulies. La poulie la plus petite tourne plus rapidement. Le mécanisme à chaîne et roue dentée Le mécanisme à chaine et roues dentées est composé de deux ou plusieurs roues dentées liées par une chaine qui assure la transmission de la rotation par l’emboîtement des maillons dans les dents. On observe ce type de mécanisme dans des objets tels que la bicyclette ou la motocyclette (voir fig.6). a) b) Fig. 6. Mécanismes à chaîne et roues dentées. a) Bicyclette b) Motocyclette. On reconnait ce mécanisme par la chaine et les roues métalliques avec des dents. On l’emploie lorsqu’une force importante est requise pour transmettre efficacement un mouvement de rotation à des pièces éloignées les unes des autres. Ce mécanisme maintient le sens du mouvement de rotation d’une roue dentée à l’autre et peut servir à synchronises des pièces ou à modifier la vitesse de rotation d’une des roues dentées. La roue la plus petite tourne plus rapidement. On utilise une série de roues dentées de différentes dimensions pour changer la vitesse des roues d’une bicyclette à l’aide d’un dérailleur (Fig. 7). Fig. 7. Dérailleur. 5 Exercices 1. Explique la différence entre une machine simple et un mécanisme à l’aide d’un objet technique de ton choix. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 2. Nomme tous les mécanismes de transmission du mouvement que tu connais. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 3. Analyse le batteur manuel en t’inspirant du montage. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 6 4. Analyse l’essoreuse à salade en t’inspirant du schéma. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 5. Vrai ou faux ? a) Les objets techniques sont tous composés de machines simples._______. b) Une bicyclette est une machine simple.________. c) Un marteau est un mécanisme._________. d) Un mécanisme comporte plusieurs machines simples._________. 6. Identifie les mécanismes sur les images suivantes. ________________________ _______________________ 7 Intégration des apprentissages Pour bien retenir les notions, il est important de résumer ce que tu as appris. Voici ce qui est important à savoir sur les mécanismes de transmission du mouvement : Pour démontrer que tu as bien appris la matière, explique à quelqu’un ce que tu as compris sur les mécanismes de transmission du mouvement. 8 Retour sur les apprentissages Remplis le tableau suivant pour suivre l’évolution de tes apprentissages. Date Durée Ce que j’ai fait Mon niveau Échelle des niveaux de maîtrise du sujet Niveau Description 5 Je suis capable de bien expliquer la matière ! 4 Je comprends très bien la matière. 3 Je m’en tire assez bien. 2 J’ai de la difficulté à tout comprendre. 1 Je ne comprends rien ! 9