Rapport de transmission d`un réducteur à train simple
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ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension Centre d’intérêt CI : 5 Thème : E11 TP 2-CI5-E11-1 Fonction transmettre l'énergie Fonction transmission de puissance entre arbres parallèles Classe de Terminale S-SI Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 1/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 Présentation succincte de l’activité proposée Le problème technique Le module de tension doit tracter le film support des étiquettes autocollantes pour permettre le décollement. Nous vous proposons de vérifier ici le bon choix des composants du module de tension. Préalables Pour mener à bien cette activité, il vous faut savoir: - Utiliser les commandes de base de SolidWorks - Construire un modèle de calcul Meca3D avec la construction automatique et paramétrer une simulation - Connaître la relation "tension / vitesse" d'un moteur à courant continu. Travail demandé Nota : les travaux informatiques sont individuels mais les activités écrites et pratiques en binôme. - Assembler les composants de la chaîne de transmission du module de tension pour la mise en situation. - Déterminer expérimentalement le rapport de transmission du train d'engrenages. - Etudier la transmission par réducteur à trains simples à engrenages cylindriques droits et déterminer le rapport de transmission par le calcul. - Exploiter le modèle numérique SolidWorks et construire le modèle mécanique Meca3D, vérifier le rapport de transmission. - Alimenter le moteur sous une tension de 9,5 Volts, mesurer la vitesse de rotation du tambour, en déduire la vitesse de rotation du moteur et vérifier la validité de la mesure d'après les données techniques du moteur. Conclusion A la fin de l’activité, vous devrez valider la compatibilité de la tension maximum d'alimentation du moteur. Savoirs et savoirs-faire associés Vous devrez retenir la méthode de calcul du rapport de transmission d'un réducteur à trains simples et la procédure de création des liaisons "engrenages" sous "Meca3D". Moyens Pour mener à bien ce travail, vous disposez de deux heures et de l’environnement suivant : Documents : - Dossier technique moteur Canon EN35 - Dossier technique réducteur - Dossier ressource Trains d'engrenages Logiciels : - SolidWorks et Meca3D Matériels : - Poste informatique - Imprimante pour mise en situation ou film - Mallette "Module de Tension" ëAvant de commencer tout travail, vérifiez que le poste de travail dispose bien de tous les éléments listés ci-dessus. Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 2/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 Assembler les composants de la chaîne de transmission du module de tension Assembler la chaine de transmission du module de tension conformément à la représentation ci-contre en respectant la procédure d'assemblage du dossier technique. Déterminer expérimentalement le rapport de transmission du train d'engrenages Par manipulation de la chaîne de transmission, déterminer son rapport de transmission. Expliquer la démarche et la manipulation mise en œuvre. Etudier la transmission par réducteur à trains simples On dispose : - de la chaîne fonctionnelle du module de tension - du plan et de la nomenclature de la chaîne de transmission - du dossier ressource sur les réducteurs à trains simples. • Schématiser la transmission entre le moteur et le tambour • Appliquer le mode de calcul décrit sur le document ressource • En déduire le rapport de transmission Construire et exploiter le modèle mécanique Meca3D On dispose de : Un poste informatique équipé des logiciels "SolidWorks" et "Meca3D" Le dossier technique du Module de Tension Le dossier technique "Meca 3D" Sur le poste informatique, ouvrir SolidWorks, puis le projet "Module Tension.sldasm". Ouvrir l'onglet "Meca3D" Demander la construction automatique du modèle. Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 3/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension Le logiciel reconnaît les pièces : TP 2-CI5-E11-1 et les liaisons : En comparant les pièces et liaisons avec la structure de l'arbre d'assemblage et les contraintes d'assemblage "SolidWorks", expliquer le mode de reconnaissance automatique de "Meca3D". On constate que le logiciel n'a pas modélisé les "liaisons engrenages" nécessaires à la simulation. Ajouter les "liaisons engrenages cylindriques" au modèle. (nota: Il est préférable de cacher le sous assemblage "bati" pour faciliter l'accessibilité.) Demander un calcul cinématique (choisir pour liaison motrice la liaison pivot entre l'arbre moteur et le bati) Demander une simulation pour vérifier le fonctionnement. Editer la vitesse d'entrée du moteur et la vitesse de sortie du tambour. Vérifier par le calcul le rapport de transmission. Vérification expérimentale Alimenter le moteur sous la tension de 9,5 Volts. Mesurer à l'aide du chronomètre à votre disposition et calculez la fréquence de rotation du tambour d'enroulement. (Expliquer la démarche et les calculs) En déduire la vitesse de rotation du moteur Conclusion Cette vitesse de rotation mesurée est-elle cohérente avec les caractéristiques du moteur ? Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 4/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 FICHE DE TRAVAIL Déterminer expérimentalement le rapport de transmission du train d'engrenages Méthode de détermination: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Rapport de transmission: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Etudier la transmission par réducteur à trains simples Schéma de la transmission : Calcul du rapport de transmission ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Construire et exploiter le modèle mécanique Meca3D Procédure de reconnaissance automatique des pièces: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Procédure de reconnaissance automatique des liaisons: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Résultats de simulation: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Rapport de transmission: ……………………………………………………………………………………………………………… Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 5/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 Vérification expérimentale Mesure et détermination de la vitesse de rotation du tambour: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Vitesse de rotation du moteur: ……………………………………………………………………………………………………………… Conclusion Cohérence de cette vitesse (données techniques moteur Canon EN35 M 24V) ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 6/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 FICHE DE FORMALISATION Je dois retenir La définition d'un engrenage : ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… La définition du rapport de transmission : ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Le calcul du rapport de transmission d'un engrenage : ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Le calcul du rapport de transmission d'un train d'engrenage : ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… La procédure de création d'une liaison engrenage sous "Meca3D" ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 7/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 DOSSIER RESSOURCE Les trains d'engrenages simples Définitions : Un engrenage est une association de deux roues dentées (ou pignons). Un train d’engrenages est une succession d’engrenages en série. Un train d’engrenages est dit simple si les axes des roues dentées ont des positions fixes. Les engrenages : Condition d’engrènement : Pour que deux roues dentées puissent engrener, leurs dentures doivent être de même dimension, donc de même « module » . Rapport de transmission : Le rapport de transmission d’un engrenage est Rsortie / entrée = n sortie Z entrée = nentrée Z sortie Figure 1 Le rapport de transmission est le rapport inverse des nombres de dents des roues. Cas d’un engrenage extérieur : (figure 1) Les deux roues dentées sont des pignons à dentures extérieures. Les roues tournent en sens contraire. Le rapport de transmission est donc négatif. Cas d’un engrenage intérieur : (figure 2) Figure 2 L’une des roues dentées est un pignon à denture extérieure, l’autre est une roue « creuse » à denture intérieure. Les roues tournent dans le même sens. Le rapport de transmission est donc positif. Rapport d’un train d’engrenages : Le train d’engrenages de la figure 3 est composé de deux engrenages extérieurs successifs. Son rapport est donc le suivant. Z Z Z Z R 4 / 1 = R4 / 3 * R 2 / 1 = − 3 * − 1 = 3 1 Z4 Z2 Z4Z2 Le train d’engrenages de la figure 4 est composé de trois engrenages extérieurs successifs. Son rapport est donc le suivant. Z Z Z Z Z R4 / 1 = R4 / 5 * R5 / 3 * R2 / 1 = − 5 * − 3 * − 1 = − 3 1 Z4 Z5 Z2 Z4Z2 Nous constatons que le pignon intermédiaire 5 inverse simplement le sens de rotation, il ne modifie pas la norme du rapport de transmission. Dans le cas général, pour un train multiple : * Z menantes Rsortie / entrée = (−1) n * Z menées Figure 3 Figure 4 n = nombre d’engrenages extérieurs ; * = produit des … Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 8/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 DOSSIER TECHNIQUE Transmission du mouvement 1 2 3 4 5 6 Nomenclature : 6 Couronne tambour 5 Pignon de renvoi 4 3 2 1 Repère Z6 = 49 m = 0,75 Z5b = 20 m = 0,75 Z5a = 40 m = 0,75 Z4b = 20 m = 0,75 Z4a = 40 m = 0,75 Z3b = 20 m = 0,75 Z3a = 40 m = 0,75 Z2b = 25 m = 0,75 Z2a = 66 m = 0,5 Z1 = 16 m = 0,5 Nbre de dents Module (mm) Pignon intermédiaire Pignon intermédiaire Pignon intermédiaire Pignon moteur désignation On constatera que les pignons 3, 4 et 5 sont identiques. Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 9/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension TP 2-CI5-E11-1 Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 10/11 ETIQUETEUSE - IMPRIMANTE Module de tension Caractéristiques du moteur Canon EN35 series Representative applications · Transport mechanism for cards or bills · Vending machine product advance mechanism · Paper handling mechanism for printers · 5-slot armature for low cogging · High power output, low mechanical/electrical noise, long life · Matching gear heads & encoders available as options EN35 M EN35 L type type TP 2-CI5-E11-1 EN35 M type Voltage EN35 L type V 12 24 12 24 Power output W 2.3 2.5 4.5 4.5 Torque mN·m 3.92 3.92 7.85 7.85 g-cm 40 40 80 80 Speed r/min 5,700 6,000 5,500 5,500 Current mA 340 175 550 280 Speed r/min 6,500 6,900 6,400 6,400 Current mA 95 50 100 50 mN·m 28.4 29.4 49.0 49.0 g-cm 290 300 500 500 mN·m/A 16.1 30.8 17.1 33.7 g-cm/A 164 314 174 344 Voltage constant V/1000 r/min 1.68 3.22 1.78 3.53 Winding resistance O 6.0 23.7 3.9 15.0 Winding inductance mH 3.5 12.8 2.6 10.7 Moment of inertia g-cm2 21 21 35 35 Mechanical constant mS 49 52 47 46 Thermal resistance °C/W 27 26 24 23 R a t e d N o l o a d Starting torque Torque constant Winding change and/or options possible for meeting customized performance requirements Société DMS - Département STI 106 avenue Tolosane – 31520 RAMONVILLE SAINT AGNE – ( : + 33 (0)5 62 88 72 72 & : + 33 (0)5 62 88 72 79 Site internet : www.dmseducation.com Email : [email protected] Ce document et les logiciels fournis sont protégés par les droits de la propriété intellectuelle et ne peuvent pas être copiés sans accord préalable écrit de DMS. Copyright DMS 2007 11/11
