INSA de Lyon Lundi 26 Janvier 2009
2ème année
2
Le mécanisme permettant l’orientation des pales est présenté document 1. Il est constitué de
deux parties :
- Partie commande : la consigne d’orientation est définie par deux vérins qui imposent la
position du point C
- Partie orientation : le mouvement de propulsion est obtenu par la rotation, autour de
l’axe ),(
3,00
zO
, des ensembles articulés {2,3,4,5} qui supportent chaque pale 6.
L’orientation de chaque pale évolue au cours de la rotation et la configuration souhaitée
(neutre, avant toute, tribord toute, etc…) est obtenue en modifiant la position du point E
reliée à celle du point C par la tige 7.
Pour l’ensemble de l’étude la vitesse de déplacement du navire par rapport à l’eau est
négligée. Le bâti S
0
qui supporte le propulseur sera donc considéré comme immobile par
rapport à l’eau. Toutes les parties sont indépendantes.
1 – Etude du mécanisme d’orientation.
Ce mécanisme plan, schématisé document 2, assure une variation continue de l’incidence
des pales par rapport à l'écoulement. L’évolution de cette variation d’incidence est pilotée en
amplitude et direction par la position du point E. Ce point, localisé par ses coordonnées
polaires (
ce
ρρ
−= et
ce
θθ
=), est fixe par rapport au bâti 0 et le repère Rr qui permet de le
localiser servira de référence pour définir l’orientation de tous les solides en mouvement.
Le mécanisme est constitué des solides :
- 2 en liaison pivot d’axe ),(
2,0
zE
avec 0 Paramètre de mouvement :
),(
22
xx
r
=
ϕ
- 3 en liaison pivot d’axe ),(
3,00
zO
avec 0 Paramètre de mouvement : ),(
3
xx
r
=
β
- 4 en liaison pivot d’axe ),(
4,3,0
zF
avec 3 Paramètre de mouvement :
),(
44
xx
r
=
ϕ
- 5 en liaison pivot d’axe ),(
5,2,0
zK
avec 2 Paramètre de mouvement : ),(
55
xx
r
=
ϕ
- 6 en liaison pivot d’axe ),(
6,5,0
zL
avec 5 Paramètre de mouvement : ),(
66
xx
r
=
ϕ
Par ailleurs :
- les solides 3 et 6 sont en liaison pivot d’axe ),(
6,3,0
zP
- les solides 2 et 4 sont en liaison pivot d’axe ),(
4,2,0
zH
1.1 – Ecrire les équations de liaison résultant des fermetures de chaînes en H et P.
1.2 - Donner la mobilité du système et préciser quel est (sont) le (ou les) paramètre(s) de
commande et les paramètres internes.
1.3 – Calculer la vitesse et l’accélération des points K et L dans leur mouvement par rapport à 0.
1.4 – Donner le torseur distributeur des vitesses du mouvement 6/0 en P et préciser la nature du
mouvement linéaire tangent.
1.5 – A partir de
)(
0
3
PV
tracer sur le document 2
)(
0
3
FV
, )(
0
4
HV
,
)(
0
5
KV
,
)(
0
6
LV
ainsi que
les CIR (Centres Instantanés de Rotation) des mouvements 6/0 et 5/0.
Remarque : pour construire
)()(
0
5
0
6
LVLV
=
on utilisera l’équi-projectivité sur les
mouvements 6/0 et 5/0.
1.6 – Donner, en fonction des paramètres, la relation angulaire permettant de calculer
l’incidence de la pale par rapport à l’écoulement.