MECANIQUE DEVOIR DE SYNTHESE N°1 A -

NOM : …………………………………….PRENOM : ……………………………….4.S.T…… N° …..
DEVOIR DE SYNTHESE N°1
MECANIQUE
A - ETUDE DE FREIN:
En se référant au dessin d’ensemble mécanisme d’entraînement du plateau tournant ;
1- Compléter le diagramme F.A.S.T suivant : (1.5pts)
Solution
FT31
Commander le frein.
FT3
Freiner l’arbre intermédiaire (7).
FT32
Avoir une surface de contact liée à
l’élément tournant.
Bobine (15)
………………………………………………
…
Garniture (8)
………………………………………………
…
FT33
Avoir une surface de contact liée à
l’élément fixe.
FT34
Armature fixe (19)
………………………………………………
…
Créer un effort presseur pour le frein
Ressort (10)
………………………………………………
…
FT35
Guider le disque de frein (11) en
translation.
FT36
Guider l’armature mobile (9) en
translation.
2 x clavettes
………………………………………………
…
Bague (18)
………………………………………………
…
(9)
……
2- En se référant au dessin d’ensemble,
compléter le schéma cinématique suivant par : (1.75pts)
- les repères des pièces.
- les symboles normalisés des liaisons.
(11)
……
……
(19)
……
3- Cocher la bonne repense : (0.75pt)
Le frein (08, 09, 10, 11, 14, 15, 17, 18 et 19) est un frein :
à disque
à tambour
à sabot
à sangle
Le système de commande du frein est :
mécanique
hydraulique
électromagnétique
pneumatique
automatique
La surface de contact entre l’élément tournant et l’élément fixe est une surface :
plane
cylindrique
conique
à crabot
cannelée
4- Identifier l’organe (08) donner son matériau ainsi ces caractéristiques : (0.75pt)
Garniture
en féredo
……………………………………….………………………………………………………………………………
Elle a un bon coefficient de frottement
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
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(7)
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5- Expliquer brièvement le fonctionnement de ce frein en fonction du système de commande : (1pt)
Bobine (B1) non excitée:
Bobine (B1) excitée :
Le ressort (10) exerce un effort presseur sur l’armature Un champs magnétique exerce un effort d’attraction
………………………………………………………………………...…………………………………………………………
mobile (9). Celle-ci se déplace pour entrer en contact sur l’armature mobile (9). Celle-ci se déplace pour
……………...………………………………………………………………………...………………………………………..
avec le disque (11) qui à son tour se déplace pour laisser un jeu entre elle et le disque (11) qui à son tour
………………………………………………………………………...…………………………………………………………
se déplace pour laisser un jeu entre lui et l’armature
entrer en contact avec l’armature fixe (19) →freinage
……………...………………………………………………………………………...……………………………………….
fixe (19) →non freinée
6- Citer
(1pt)
les
facteurs
qui
influent
sur
la
valeur
du
couple
transmissible
du
frein
utilisé
:
Frottement
Surface de contact
*…………………………………………….
*…………………………………………
Effort presseur
Nombre de surface de contact
*…………………………………………….
*…………………………………………
7- Calculer l’effort presseur d’un seul ressort (10) sachant que le coefficient de frottement est f = 0,35, et le couple de
freinage Cf = 17,25 Nm. (1pt)
…………………………………………………………………………………………………………………………………...
𝟑×𝑪𝒇×(𝑹𝟐 −𝒓𝟐 )
𝟑×𝟏𝟕.𝟐𝟓×𝟏𝟎𝟎𝟎×(𝟓𝟐𝟐 −𝟐𝟒𝟐 )
52 mm
R = …….
Fr =
=
= 620,42N
𝟑
𝟑
𝟑
𝟑
𝟐×𝒏×𝒇×(𝑹 −𝒓 )
𝟐×𝟐×𝟎.𝟑𝟓×(𝟓𝟐 −𝟐𝟒 )
…………………………………………………………………………………………………………………………………...
24 mm
r = …….
𝑭𝒓
𝟔𝟐𝟎.𝟒𝟐
…………………………………………………………………………………………………………………………………...
2
n = …….
F10 = =
= 206.81N
𝟑
𝟑
...............................................................................................................................................
206.81 N
Fr10 = ……………..
B - ETUDE DE REDUCTEUR INVERSEUR:
1- Cocher la bonne repense : (1pt)
La transmission de mouvement de rotation des engrenages (45) ou (49) à l’arbre (35) est obtenue par :
adhérence
obstacle
La manœuvre de l’embrayage est possible :
à l’arrêt
en marche
De quel type d’embrayage s’agit-il ?
Instantané
Progressif
Quel est le type de la commande de cet embrayage ?
* mécanique
*hydraulique
* électromagnétique
On donne :  Le moteur de levage a les caractéristiques suivantes : Pm = 250 W ; Nm = 1750 tr/mn.
 La vis (2) possède 2 filets ; Le nombre de dents de la roue (22) est : Z22 = 32 dents.
 Le nombre de dents pour l’engrenage conique est Z29 = 21 dents et Z45 = Z49 =75 dents.
 Le diamètre de tambour est : DT = 172mm.
 Le temps nécessaire pour la descente de la pelle à la position la plus basse est : t = 6,54 s.
2- Compléter les deux chaines de transmission de mouvement ci-dessous pour les deux cas suivantes : (2.25pts)
» 1er cas : Montée de la pelle
01
ème
» 2
22
….
02
….
7
29
….
….
49
50
52 + 51
53
….
….+…
35
….
56
….
58
7
….
29
….
45
44
….
42
43 ++….+…
…. 31
….
35
….
56
58
cas : Descente de la pelle
01
….
22
….
02
3- Calculer le rapport global de transmission, puis déterminer la vitesse de rotation du tambour NT dans le cas de
descente de la pelle : (1pt)
+ ….
𝒁𝟐 ×𝒁𝟐𝟗
𝟐×𝟐𝟏
.……………………………………………………………………………………………………..............................
rg =
=
= 0,0175
𝒁𝟐𝟐 ×𝒁𝟒𝟓 𝟑𝟐×𝟕𝟓
………………………………………………………………………………………………………………………...…………
tr/min
NT =30,625
……………..
NT = rg x Nm = 0.0175 x 1750 = 30,625 tr/min
...………………………………………………………………..…………………………………………
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4- Déterminer la vitesse de descente de la pelle. (0.5pt)
𝟐×𝝅×𝑵𝑻 𝟐×𝝅×𝟑𝟎,𝟔𝟐𝟓
………………………………………………………………………………………………………………………
ωT =
=
= 3,21 rd/s
𝟔𝟎
𝟔𝟎
0.275 m/s
……………………………………………………………………………………………………………Vp = ……………..
VT = ωT x DT/2 = 3.21 x 172/2 = 275.8 mm/s
5- Déduire la distance entre la position la plus haute atteinte par la pelle et la position la plus basse. (0.5pt)
………………………………………………………………………………………………………………………
d = VT x t = 275.8 x 6.54 = 1803.77 mm
…………………………………………………………………………………………………………………………………...
1.80 m
d = ……………..
6- Calculer le couple transmissible à l’arbre de sortie (35) sachant que le coefficient de frottement est f = 0,4 L’effort
d’attraction magnétique crée par la bobine (32) est Fatt = 1022,85 N. (1pt)
R =52
……
……
mm; r = 26
mm; n = ……
2
…………………………………………………………………………………………………………………………………
𝑹𝟑 −𝒓𝟑
𝟓𝟐𝟑 −𝟐𝟔𝟑
Ce = 2/3xnxfxFattx 𝟐 𝟐 = 2/3x2x0,4x1022.85x 𝟐 𝟐
………………………………………………………………………………………………………………………...…………
𝑹 −𝒓
𝟓𝟐 −𝟐𝟔
33.09 Nm
Ct = ……………..
……………………………………………………………………………………………………………………..
Ce = 33094.88Nmm
7- Déterminer le rendement global du système ηg. (1pt)
𝑪 ×𝝎
𝟑𝟑.𝟎𝟗×𝟑.𝟐𝟏
…………………………………………………………………………………………………………………………………...
ηg = 𝒆 𝑻 =
= 0,4249
𝑷𝒎
𝟐𝟓𝟎
……………………………………………………………………………………………………………
42.49%
ηg = ……………..
D – COTATION FONCTIONNELLE :
1- Tracer la chaîne des cotes minimale relative à la condition Jamini. (1pt)
2-
Indiquer les tolérances aux portées des roulements (05), (05’) et du joint (62). (1pt)
20
06 06’
05
04
23
22
04’
05’
07
61
27
62
Ja min
A20m
A5m A4m
a7M
A22m
48H8
……….
25h11
……….
……….
31m6
60H7
……….
J
A4’m A5’m
E – ETUDE D’ACCOUPLEMENT :
L’arbre d’entrée (1) est lié à l’arbre moteur par un accouplement non représenté dans le dessin d’ensemble.
Cet accouplement doit permettre des certains déplacements et décalage.
1- Cocher la bonne repense : (0.75pt)
La condition géométrique que l’accouplement doit assurée entre les deux arbres est :
battement
concentricité
parallélisme
cylindricité
L’accouplement utilisé est un accouplement :
homocinétique
non homocinétique
L’accouplement utilisé est un accouplement :
rigide
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élastique
limiteur de couple
joint à cardon
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2- Compléter la liaison entre l’arbre moteur et l’arbre d’entrée (1) par un accouplement élastique présenté ci-dessous :
(3.25pts)
1
Arbre
moteur
On demande de compléter l’assemblage de l’arbre moteur avec l’arbre (1) par cet accouplement :
 Utiliser une clavette pour arrêt en rotation et un anneau élastique + épaulement pour l’arrêt en translation.
 Utiliser 4 axes + 4 écrous + 4 rondelles Grower pour l’accouplement (représenter l’autre axe)
Clavette
d
b
g
k
22 à 30 inclus 7 d - 4 d + 3.3
30 à 38
8 d - 5 d + 3.3
38 à 44
8 d - 5 d + 3.3
01
Arbre
moteur
Anneau élastique
d
e
g
c
30
1.5 28.6 41
32
1.5 30.3 43.4
34
1.5 32 46.2
Ecrou et rondelle grower
d
e
D
a
b
M8
1
13
12
4
M 10 1.5 15
14
5
M 12 1.5 19
18
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