Extrait B.O.
TP Étude d'une boîte de vitesse
Introduction
Exemples de manipulations
Transport
Déterminer
expérimentalement
le rendement d’un
moteur électrique.
Exploiter la
caractéristique mécanique
d’un moteur électrique et
déterminer un point de
fonctionnement.
A partir de la courbe
couple-vitesse d’un
moteur, calculer la
puissance qu’il fournit
pour un point de
fonctionnement donné
à l’aide de la relation
P = 2 x pi x nM.
Pourquoi est-il nécessaire de changer de rapport
quand la voiture accélère ? Pourquoi est-il difcile
de démarrer une voiture avec la deuxième vitesse ?
La boîte de vitesse est un dispositif mécanique qui
permet d’adapter la transmission d’un véhicule
pour faciliter son accélération et son mouvement
en fonction de la caractéristique du parcours
emprunté.
Pendant le TP
La maquette boîte de vitesse est constituée d’un
moteur électrique alimenté en courant continu et
d’un ensemble d’engrenages permettant de réali-
ser les rapports de réduction, et d’une poulie sur
l’arbre de sortie permettant d’entraîner une masse
en montée ou descente permettant ainsi de dénir
un point de fonctionnement pour le moteur.
Elle possède 3 rapports de réduction grâce à
6 engrenages. Chaque rapport est sélection-
nable en changeant manuellement la position des
engrenages.
L’alimentation du moteur se fait en 12 V et le
moteur fonctionne dans les 2 sens de rotation grâce
à un interrupteur.
Placer le capteur tachymètre à environ 1,5 cm de la
roue grâce au support VTT.
Placer un shunt ou un cordon sur les 2 douilles de
la partie mesure de courant de la boîte de vitesse.
Alimenter la boîte de vitesse avec une source de
tension continue 12 V.
Raccorder la sortie analogique du tachymètre sur
l’entrée directe 1 de la console d’acquisition (Visio
ou Primo).
a) Rapports de réduction de la boîte de vitesse
Manipuler doucement à la main les engrenages de la boîte de vitesse en changeant la position des roues
dentées, et constater les différences.
Réaliser le montage suivant à l’aide du capteur tachymètre :
Actionner l’interrupteur de la boîte de vitesse vers
le haut.
Lancer l’acquisition des mesures et cocher la case
« ajouter une nouvelle acquisition ».
Modéliser la fonction représentant l’ensemble des
points obtenus.
Répéter ces opérations pour chaque rapport de
réduction.
Conclusion :
Pour une même vitesse de rotation, la boîte de vitesse permet d’obtenir des vitesses différentes sur l’arbre
de sortie.
▲ Vitesse angulaire de sortie obtenue pour chaque rapport
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