Conception et analyse d'un mécanisme bielle-manivelle à rayon variable

REPUBLIQUE DU BENIN
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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI
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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI
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DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE ET ENERGETIQUE
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Cours : Conception et Analyse des Mécanismes
Filière : Productique 4 Date de remise : 10 Juillet 2020
Etudiant : Enseignant :
AYELO A. Corban Dr. Toussaint KOSSOU
Projet : Mécanisme du système bielle
manivelle à rayon variable
Année Académique 2019-2020

Bielle manivelle à rayon variable
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Table des matières
INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 2
1 Enoncé du projet .................................................................................................................................. 3
2-Dimensionnement du mécanisme ....................................................................................................... 4
2.1 Calcul du diamètre de l’arbre .................................................................................................. 4
2.2 Les dimensions de la clavette .................................................................................................. 5
3 Etude cinématique du mécanisme pour Rmax=160mm ...................................................................... 5
3.1 Diagramme des déplacements ................................................................................................. 5
3.2 Diagramme des vitesses .......................................................................................................... 7
3.3 Diagramme des accélérations .................................................................................................. 8
4 Calcul de roulement ........................................................................................................................... 10
5 Dessin d’ensemble du système et vues particulières, montrant bien le système de réglage de la
course et du blocage (voir dessin N° 03 ; N° 04) ................................................................................... 13
6 Les dessins de définition de l’arbre et de la manivelle (voir dessin N° 05 et N° 06) .......................... 13
7 Ordre de montage du mécanisme ...................................................................................................... 13
CONCLUSION ......................................................................................................................................... 14
Bibliographie.......................................................................................................................................... 15

Bielle manivelle à rayon variable
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INTRODUCTION
Le système bielle manivelle est un système plan de solide articulés. Il permet de
transformer, par l’intermédiaire d’une bielle, le mouvement de rotation continu
d’une manivelle en un mouvement de translation alternatif du coulisseau. Il s‘agit
dans notre étude, d’un système bielle manivelle à rayon variable. Dans la suite de
du travail il est question de tracer les diagrammes des espaces, des vitesses et des
accélérations du système bielle manivelle à rayon variable puis donner par la suite
un dessin d’ensemble du système après son dimensionnement.

Bielle manivelle à rayon variable
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1 Enoncé du projet
On se propose de concevoir un mécanisme de système bielle-manivelle à rayon
variable. Les caractéristiques suivantes doivent être prises en compte : - Réglage
de la course : Rmini= 60 mm à Rmax = 160 mm
Guidage en rotation de l’arbre de manivelle par deux paliers : vitesse de
rotation de l’arbre : N=350 tours/min.
L’arbre est sollicité par : charge radiale Fa= 400 daN ; poussée axiale
Fa= 250 daN.
Le document de projet doit contenir entre autres, (version numérique et/ou
papier) :
 Le dimensionnement du mécanisme.
 L’étude cinématique du mécanisme pour Rmax ; diagrammes des
déplacements, des vitesses et des accélérations.
 Dessin d’ensemble du système et vues particulières, montrant bien le
système de réglage de la course et du blocage.
 Toutes vues jugées utiles pour la compréhension du montage.
 Les dessins de définition de l’arbre et de la manivelle.
 Dessins de définition d’autres éléments à retenir en accord avec le
professeur.
 Calcul des roulements ou des paliers lisses.
 Les choix des paramètres nécessaires doivent être justifiés.
Les données du cahier des charges sont susceptibles de modifications en cours de
conception, mais en accord avec l’auteur dudit cahier.

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2-Dimensionnement du mécanisme
2.1 Calcul du diamètre de l’arbre
L’arbre est sollicité par une charge radiale et une charge axiale. Donc nous allons
déterminer le diamètre de l’arbre pouvant résister aux contraintes normale et
tangentielle induit par ces charges. Pour ce fait, utilisons pour l’arbre un acier de
construction d’usage générale E26 dont la limite d’élasticité est  : 
 Contrainte normale due à la force axiale Fa
 or   
Alors 
or 
 , avec s=1,5 ; 2 ; 3 ;… ;8
donc  
 Contrainte tangentielle due à la force radiale Fr
Donc pour que l’arbre résiste aux deux forces (force radiale et axiale) il faut un
diamètre dmin a l’arbre, avec dmin=14mm