MECANIQUE DEVOIR DE CONTRÔLE N°3 I- Analyse fonctionnelle du système : (2pts)

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DEVOIR DE CONTRÔLE N°3
MECANIQUE
I- Analyse fonctionnelle du système : (2pts)
En se référant au dessin d’ensemble du motoréducteur ;
1- Compléter le diagramme F.A.S.T suivant : (1 pt)
2- Compléter le tableau suivant : (1pt)
Liaison
MIP
MAP
10/01
……………………………………….
……………………………………….
………………………………………..
……………………………………….
……………………………………….
………………………………………..
23/17
……………………………………….
……………………………………….
………………………………………..
……………………………………….
……………………………………….
………………………………………..
II- Etude cinématique : (7pts)
1- Analyse de mouvement de la barrière
Légende :
"T" désigne la translation
"R" désigne la rotation
En se référant au schéma cinématique du groupe mécanique de la
barrière levante :
a- Préciser par un "0" les mobilités bloquées et par "1" les
mobilités permises par la liaison.
b- Indiquer le nom de liaison
Liaison
Nom de la
liaison
Mobilités
TX
TY
TZ
RX
RY
RZ
Bras de
commande /
carrosserie
Pivot
0
0
0
0
0
1
Bielle / Bras de
commande
Rotule
0
0
0
1
1
1
Bras/ carrosserie
Pivot
0
0
0
0
0
1
NOM : …………………………………….PRENOM : ……………………………….4.S.T…… N° …..
(1.5pts)
……………………………………
……………………………………
FT23
……………………………………
……………………………………
Transmettre l’énergie
mécanique à la lisse
Processeurs
Ouvrir ou fermer
l’accès du parking
aux voitures
FT1
FP
Guider la lisse
FT2
Transmettre et réduire
l’énergie mécanique
FT21
Générer l’énergie
mécanique
…………………………………...
.......................................................
FT22
Détecter l’état de la lisse
FT4
Actionner la lisse
FT3
…………………………………....
........................................................
Permettre de rompre la
chaîne d’énergie à l’instant
ou la lisse bute sur un
obstacle
Moteur électrique Mt
Poulies et courroie (14-9-8) +
réducteur à vis sans fin et
roue (6-2)
Bielle (27) et bras de
commande
Limiteur de couple (22,
23, 24, 25, 29, 30)
Centrage court (surface
plane + surface
cylindrique)
4 vis
Centrage long (épaulement
+cylindrique) + clavette + rainure
Vis CHc (22) + rondelle
plate

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2- Etude de la transmission de la barrière
levante
On considère la fréquence de rotation du moteur est
constante pendant l’ouverture de la barrière (durée
de mise en mouvement est négligeable). On
souhaite vérifier que la fréquence de rotation du
moteur est compatible avec le cahier de charges.
(Voir dossier technique)
A : {1; 5; 7; 10; 19; 21; 22}
2-1 Calculer le rapport de réduction r14-8 de la
transmission par poulie-courroie.
………………………………………………………………………………………………..…..………..........
.............................................................................................................................................................................
…………………………………………………………………………….……………………………………
2-2 Calculer le rapport de réduction global rg de la chaîne cinématique du moteur au bras.
……………………………………………………………………..…………………………………………..
………………………………………………………………………………………..………………………..
………………………………………………………………………………………..………………………..
2-3 En déduire la vitesse de rotation du bras Nb sachant que Nm = 1455 tr/min.
…………………………………………………………………………………………………..………………
…………………………………………………………………………………………..………………………
…………………………………………………………………………………………………………………..
2-4 Calculer le temps nécessaire pour une rotation de 90° du bras t en s.
…………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………..………………………………………………..
………………………………………………………
………………………………………………………
2-5 Le moteur peut-il satisfaire le cahier des charges
en ce qui concerne la durée d’ouverture de la barrière
? Justifier.
………………………………………………………
…………………………………….…………………
……………………………………………………….
……………………………………………………….
3- sachant que la vitesse du bras est Nb = 10
tr/min et AB = 90 mm
3-1- Calculer la vitesse linéaire ||VBbars/bati|| en m/s
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
3-2- Représenter à l’échelle la vitesse ||VBbars/bati|| au
point B sur le schéma ci-contre
3-3- Déterminer graphiquement la vitesse ||VCbielle/bati||
en m/s
………………………………………………………
………………………………………………………
………………………………………………………
Echelle : 1mm → 0.003 m/s
(0.5pt)
(0.5pt)
(0.5pt)
(1pt)
(0.5pt)
(1pt)
(0.5pt)
(1pt)
r14-8 = D14/D8 = 40/50 = 0.8
rg = r14-8 x r6-2 = 0.8 x Z6/Z2 = 0.8 x 1/133 = 0.006
Nb =rg x Nm = 0.006 x 1455 = 8.75 tr/min
1 min = 60 s →8.75tr
t →90° = 0.25 tr
t = 0.25 x 60 / 8.75 = 1.71 s
t = 1.71 s < 3 s
Condition satisfaite.
=  × = 
 ×  =
 ×  × 
 =. / =
0.094 m/s
= 0.081 m/s

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II- Cotation fonctionnelle : (3pts)
1- Tracer la chaine de cotes installant la condition B
2- Calculer la cote A21 relative au Boîtier (21). On donne A= 10.8
0.3 ; A18= 190.12 0et A25= 1.60.21 0
…………………………………………………………………………………………...……………………
………………………………………………………………………………………………………...………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
III- Etude de la résistance de la lisse à la flexion : (4pts)
La lisse est un tube carré encastré à son extrémité soumis
à l’action d’un obstacle. Il est sollicité à la flexion plane
simple comme le montre le modèle ci – contre :
On donne :
|| Fob || = || RA || = 150N et || MA || = 450Nm
AB = 3 m
- La résistance à la limite élastique limite élastique
Re = 275 N/mm².
- Le coefficient de sécurité s = 3
1- Chercher la variation du moment fléchissant puis
tracer le diagramme.
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
2- Calculer la valeur minimale du module
de flexion IGZ/v.
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
(1pt)
(2pts)
(2pts)
(1pt)
A = A21 – A18 – A25
AM = A21M – A18m – A25m
Am = A21m – A18M – A25M
A21 = A + A18 + A25 = 1+19+1.6=21.6mm
A21M = AM + A18m + A25m = 0.7+18.88+1.39=20.97mm
A21m = Am + A18M + A25M = 0.2+19+1.6=20.8mm
A21 = ..
.
MFz = - /
MFz =
 - 
.x
(A)(x=0) =
 = 450Nm
(B)(x=3) =
 - 
.AB= 0Nm
Condition de résistance :
 = 
  = 
=275/3 = 91.67MPa
 = 450 000 / 91.67 = 4909.1 mm3 d’où   = 4909.1 mm3

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3- Choisir la section convenable parmi les sections données dans le tableau ci-dessous
Section Cxe
40x2
45x2
50x2
55x2
60x2
65x2
70x2
IGz/v
3668
4721
5908
7228
8681
10268
11988
Choix
x
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………….
IV- Guidage de la vis sans fin (6): (4pts)
Pour des raisons de charge axiale élevée sur la vis sans fin (6), le concepteur a proposé de changer les
roulements (3) par deux roulements à une rangée de billes à contact oblique (R1) et (R2).
1- Compléter le guidage en rotation de la vis sans fin (6)
2- Compléter la liaison encastrement de la poulie (8)
3- Assurer l’étanchéité du montage
4- Placer les ajustements nécessaires au bon fonctionnement.
ECHELLE : 2/1
(1pt)
(1pt)
(1pt)
(1pt)
(1pt)
 = 4909.1 mm3
Ø20h11
Ø35H8
Ø46H7
Ø20m6