les rapports de transmission en mecanique auto / cycles

LES RAPPORTS DE TRANSMISSION EN MECANIQUE AUTO / CYCLES
Quand parle-t-on de rapport de transmission ?
En mécanique auto/moto :
 Transmission par courroie ou chaîne :
la courroie de distribution : liaison entre le vilebrequin et l’arbre à cames
 Transmission par engrenages :
la boite de vitesses : liaison entre l’arbre primaire (moteur) et l’arbre secondaire (roues)
En mécanique cycle :
 Transmission par chaîne entre les plateaux (pédalier, à l’avant) et les pignons (à l’arrière)
FREQUENCE DE ROTATION et VITESSE ANGULAIRE
Imaginez une roue qui tourne et complétez les 2 premières lignes du tableau :
en 1s, la roue tourne de…
nombre de tours effectués
angle balayé (en °)
angle balayé (en rad)
 En Sciences, l’unité pour les mesures d’angle n’est pas le degré (°) mais le radian (rad) :
Pour réaliser les conversions degré  radian, on utilise cette simple relation : _____
 Complétez alors la 3ème ligne du tableau.
On note :
 N la fréquence de rotation exprimée en tr/s (ou tr/min)
  la vitesse angulaire, exprimée en rad/s
 Trouvez une relation simple entre  et N : _____
VITESSE LINEAIRE (1/2)
 Déterminez la distance parcourue par un disque lorsque celui-ci effectue 1 tour :
 Tracer un repère sur le disque (marque de référence)
 Marquer, à la craie, sur le sol, le point de départ
 Effectuer 1 tour de disque et marquer le point d’arrivée
Réaliser cette expérience pour
différents disques de différents
diamètres
 Mesurer la distance parcourue
Diamètre du disque D (en cm)
Distance parcourue d (en cm)
 La distance parcourue est-elle proportionnelle au diamètre du disque ? _____
Si oui, précisez le coefficient de proportionnalité : _____
 Ce résultat était-il prévisible ? _____
VITESSE LINEAIRE (2/2)
 Choisir un disque de votre choix, recommencez les expériences précédentes et
complétez le tableau suivant :
Nombre de tours du disque
1
2
3
4
5
Diamètre du disque D (en m)
Distance parcourue d (en m)
 On suppose que toutes ces expériences ont été effectuées en 1 s :
1
Diamètre du disque D (en m)
  N  D (en m/s)
 On obtient donc : _____
2
3
4
5
Lien entre VITESSE LINEAIRE et VITESSE ANGULAIRE
On a vu que :
v=2NR
donc on peut en déduire que :
_____
=2N
 puisque la vitesse linéaire est proportionnelle à la vitesse angulaire et que le coefficient de
proportionnalité est le rayon du pneu, pourquoi ne fabrique-t-on pas des pneus plus grands ?
 application :
quand on modifie sa voiture en changeant ses roues et plus précisément en changeant le
diamètre des roues, il faut donc penser à ré étalonner son compteur de vitesse !
Application : Décalage au départ du 400 m en athlétisme
Une piste d’athlétisme est constituée de 4 parties mesurant chacune, à la corde, 100 m :
deux demi-cercles et deux lignes droites.
La piste est partagée en 6 ou 8 voire 9 couloirs de 1,22 m de largeur.
L'arrivée des courses est toujours jugée au bout d'une ligne droite.
 Schématisez les 3 premiers couloirs d’une piste d’athlétisme.
On prendra : 1 cm sur votre feuille  10 m dans la réalité
Précisez alors l’échelle utilisée : _____
 L’athlète du couloir 1 a moins de distance à parcourir que l’athlète du couloir 2 si ce dernier
devait partir au même point de départ que l’athlète du couloir 1. C’est pourquoi les athlètes
partent en décalage, pour compenser .
 Calculer ce décalage !
 Le représenter sur le schéma de la piste d’athlétisme.
LE RAPPORT DE TRANSMISSION (1/2)
Etudions la transmission du mouvement de rotation dans un vélo.
 Il faut trouver un moyen pour faire tourner le plateau à une fréquence de rotation NA
régulière et pour mesurer la fréquence de rotation du pignon NB.
Nombre de dents sur le plateau
ZA
Nombre de dents sur le pignon
ZB
Fréquence de rotation du plateau
NA (tr/min)
Fréquence de rotation du pignon
NB (tr/min)
ZA / ZB
NB / NA
LE RAPPORT DE TRANSMISSION (2/2)
ZA
 Le rapport Z est appelé, dans le langage cycliste, « braquet »
B
52
Par exemple, si le plateau a 52 dents et le pignon 11 dents, le braquet est de : 11  4,73
Dans la pratique, on écrit que le braquet vaut 5211 (même si le calcul est une division)
 braquet  circonférence de la roue = développement
Le développement correspond à la distance parcourue lors d’un tour de pédalier
Z A N B  DA 
 Le rapport de transmission est : Z B  N A   DB 
 La formule trouvée par l’expérience peut également être prouvée par le calcul :