adaptateurs d`énergie
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ADAPTATEURS D’ÉNERGIE Lorsque l’on veut que l’énergie mécanique produite par un actionneur aie des caractéristiques bien précises (vitesse linéaire ou vitesse de rotation, force ou couple à transmettre) on incorpore dans la chaîne d’action des adaptateurs d’énergie mécanique. On se limitera aux adaptateurs les plus utilisés : Adaptateurs d’énergie mécanique de rotation autour d’un axe fixe sans modification de mouvement ; Adaptateurs d’énergie mécanique de rotation autour d’un axe fixe en énergie mécanique de translation rectiligne ; Adaptateurs d’énergie mécanique de translation rectiligne en énergie mécanique de rotation autour d’un axe fixe. Energie mécanique Energie mécanique adaptée ADAPTER L’ENERGIE Pertes par frottement Transmettre l’énergie Transmettre un mouvement de rotation Accoupler deux arbres en permanence Accoupler / désaccoupler deux arbres à volonté Transmettre par adhérence Modifier ou non la vitesse Transmettre par obstacle Modifier ou non la vitesse Accoupler sans désalignement Accouplement rigide Accoupler avec désalignement Accouplement élastique, d'Oldham, cardan Entraîner sans glissement Embrayage à friction, centrifuge Entraîner dans un seul sens Roue libre Entraîner avec glissement Coupleur hydraulique Assurer la transmission directe Roues de friction Utiliser un lien de transmission Système poulies / courroie Assurer la transmission directe Utiliser un lien de transmission Engrenages Roues dentées / chaîne ou courroie crantée Transformer la nature d’un mouvement de rotation Obtenir une translation rectiligne Vis / écrou, Pignon / crémaillère Obtenir une translation rectiligne alternative Bielle / manivelle, Excentrique, Cames Obtenir une rotation intermittente Croix de Malte Adaptateurs d’énergie 1-11 (JMC) 22/01/2016 Puissance Mécanique: - Cas de la TRANSLATION : V M θ P = F.V x F - Force en Newtons - Vitesse en Mètres/seconde - Puissance en Watts P = F . V .COS S - Cas de la ROTATION : z P = C. C O - Couple en Newton.mètres - Vitesse en radians/seconde - Puissance en Watts Moteur Récepteur 1 - Rendement global : global Psortie P 3 = 1. 2 Pentrée P 1 Récepteur 2 P1 1 P2 2 Transmission par lien flexible : poulie - courroie Arbres éloignés. Transmission par obstacles ou par friction (courroie plate, striée, crantées ou trapézoïdale). Très bon rendement. Réversible. Si non glissement et rendement D d d D d CD d Cd D D Poulie menante Poulie menée T tension brin tendu t tension brin mou Cd (T t ).Rd Adaptateurs d’énergie 2-11 (JMC) 22/01/2016 P3 Transmission par lien flexible : pignon - chaîne Arbres éloignés à axes parallèles. Transmission par obstacles. Très bon rendement. Réversible. :rendement du mécanisme 2 d1 1 d 2 C 2 1 C1 2 T tension brin tendu t tension brin mou 1 2 C 2 (T t ).R 2 Transmission par engrenage droit Arbres rapprochés à axes parallèles. Très bon rendement. Réversible. r 2 z1 1 z2 C2 C1 r 1 2 r : rapport des vitesses : rendement du mécanisme Adaptateurs d’énergie 3-11 (JMC) 22/01/2016 Transmission par train d’engrenages droits Contact extérieur Contact intérieur Arbres rapprochés à axes parallèles. Très bon rendement. Réversible. rg ( 1n ) z r. menantes prod. z r. menées prod. Z31 Z32 Z21 rg :rapport global des vitesses n: nombre de contacts extérieurs :rendement du mécanisme rg sortie entrée Csortie Centrée rg Z4 N1 Z1 rglobal (1n ) N4 Z22 z1 z 22 z 32 z 21 z 31 z 4 Transmission par engrenages coniques Arbres rapprochés à axes concourants. Bon rendement. Réversible. Sommets des cônes confondus pour un bon fonctionnement. r 2 z 1 1 z 2 C2 C1 r r :rapport des vitesses :rendement du mécanisme 2 1 Adaptateurs d’énergie 4-11 (JMC) 22/01/2016 Transmission par engrenages à roue et vis sans fin Arbres rapprochés à axes orthogonaux. Grande réduction possible. Rendement médiocre. Irréversible lorsque l’angle d’inclinaison de l’hélice est petit. r 2 z 1 1 z 2 C2 C1 r z1 : nbre de filets de la vis z2 : nbre de dents de la roue 1 2 Adaptateurs d’énergie 5-11 (JMC) 22/01/2016 Adaptateurs d’énergie mécanique de rotation en translation (ou inversement) Mécanisme vis-écrou Irréversible lorsque l’angle d’inclinaison de l’hélice est petit. Rendement médiocre pour un filet classique, très bon pour un système à billes (voir annexe). V p.n p. 2 V : vitesse linéaire en mm/s p : pas de la vis en mm n : nombre de tours par seconde F 2 C p Mécanisme à pignon et crémaillère Transformation de mouvement par obstacle. Système réversible. V 1 2 . R2 R2 : rayon primitif de 2 en mm C 2 F 1 .R 2 F1 : effort tangentiel en Newton Pour un rendement de 1 Système bielle – manivelle ou à excentrique Transformation de mouvement par obstacle. Système réversible. 2 1 x R . cos L2 - R 2. sin2 x : déplacement du piston : position angulaire du vilebrequin R : excentricité du vilebrequin L : longueur de la bielle Course du piston = 2 excentricités Mécanisme à came La rotation continue de la came impose un mouvement de translation périodique à une tige. Système irréversible. Le profil de la came définit la loi cinématique du mouvement. Adaptateurs d’énergie 6-11 (JMC) 22/01/2016 Adaptateurs d’énergie 7-11 (JMC) 22/01/2016 Exemple : BROSSE A DENTS ELECTRIQUE L’objectif est de définir les différents adaptateurs d’énergie qui permettent de transformer l’énergie mécanique du moteur électrique (2) aux brosses (23) . 1) Etablir un schéma fonctionnel du moteur (2) aux brosses (23), en précisant dans un rectangle pour chaque adaptateur son nom (voir tableau ci-dessus) ainsi que les repères des pièces concernées (voir plan d’ensemble et nomenclature ci-dessous) ; 2) Préciser sur le schéma les caractéristiques mécaniques ( , v, C ou F) suivies du repère des pièces ; 3) Pour chaque adaptateur établir la relation cinématique littérale d’entrée – sortie ; 4) Définir à partir du moteur (2) jusqu’aux brosses (23) les puissances mécaniques intermédiaires littéralement puis numériquement (voir rendements ci-dessous) ; On donne : 1(axe moteur) = 0,9 ; 2(couple conique) = 0,9 ; 3(bielle/manivelle) = 0,6 ; 4(guidage tige) =0,8 ; 5(pignon brosse à dents) = 0,9. Adaptateurs d’énergie 8-11 (JMC) 22/01/2016 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Rep 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 8 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nb Bague de frottement Joint d’étanchéité Platine électronique avec résistances Lame de contact découpée et pliée Joint torique 14%1,78 Embase tournante à bouton Ressort lame de contact Joint d’étanchéité Pion de maintien de coussinet Brosses Couvercle centreur Pignon brosse Z=14 m=0,27 Pignon brosse entraîneur Z=14 m=0,27 Crémaillère Z=38 m=0,27 Guide crémaillère Manchon d’accouplement Coussinet de démontage Joint d’étanchéité Axe de coulisseau Support guide axe Bielle Clip de maintien de bielle Roue conique Z=64 m=0,44 Pignon conique Z=10 m=0,44 Vis CBL Z, M2,5 – 4 , RL Support de réducteur Tête interchangeable Bouton de sélection de commande Corps supérieur Corps inférieur Moteur électrique-P=3,2W-N=15000tr/min Batterie d’accumulateur - chargeur Désignation Adaptateurs d’énergie 9-11 CuZn39Pb2 Perbunan X5CrNi18-10 Perbunan POM X5CrNi18-10 Perbunan ABS PA6/6 ABS X5CrNi18-10 X5CrNi18-10 X5CrNi18-10 POM POM POM Perbunan X5CrNi18-10 POM X5CrNi18-10 POM X5CrNi18-10 X5CrNi18-10 25CrMo4 PP ABS ABS ABS ABS Matière NF E25-121 Insert X5CrNi18-10 Obsérvations (JMC) 22/01/2016 Adaptateurs d’énergie 10-11 (JMC) 22/01/2016 Système Engrenage Conique Moteur 9 Adaptateurs d’énergie Système Engrenage Parallèle Système Pignon Crémaillère Système Bielle Manivelle 10 V14 11-11 20 21 (JMC) 22/01/2016
