Chapitre 2: INGÉNIERIE MÉCANIQUE

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1 Chapitre 2: INGÉNIERIE MÉCANIQUE R é s u m é 1) Qu est-ce que l ingénierie mécanique? L ingénierie mécanique s intéresse à la conception, la fabrication, le fonctionnement et le perfectionnement de systèmes ou d objets techniques. Elle permet de déterminer les rôles et les fonctions des différentes pièces d un objet technique et d indiquer comment ces pièces sont reliées entre elles. 2) Qu est-ce qu un objet technique? Un objet technique est un assemblage de pièces mécaniques permettant la transmission ou la transformation du mouvement en vue d effectuer une action, un travail. Exemples: une poulie, un vélo, un outil, un jouet, une voiture, etc. 3) Qu est-ce que la fonction de liaison en mécanique? c est une fonction qui permet 2 ou plusieurs pièces. Dès qu un objet technique comprend plus qu une pièce, il y a liaison. 4) Qu est-ce qu un organe de liaison (ou organe intermédiaire)? c est un objet qui permet de relier 2 objets ensemble comme des vis, des écrous, des rivets, des substances adhésives, etc. 5) Quelles sont les caractéristiques d une liaison? Expliquez 1 ) Indirecte ou directe: avec ou sans organe de liaison. 2 ) Démontable ou indémontable: les pièces peuvent être séparées sans être endommagées ou sans endommager l organe de liaison ou pas. 3 ) Élastique ou rigide: permet une déformation des pièces ou non. 4 ) Partielle ou complète: les pièces peuvent bouger indépendamment l une de l autre ou non. 6) Quels sont les degrés de liberté? Ce sont les mouvements indépendants possibles pour une pièce dans un objet technique. Illustration: Y TRANSLATION (T) Y ROTATION (R) T Y X R Y R X X Z T Z T X Z R Z

2 7) Qu est-ce que la fonction de guidage? C est une fonction mécanique assurée par un organe de guidage qui oblige une pièce à n effectuer que certains types de mouvement. 8) Combien y a-t-il de types de guidage? 3 Lesquels? 1 ) Guidage en rotation: Il permet à une pièce de tourner. Composé d un arbre (cylindre de petit diamètre) + d un moyeu (cylindre de grand diamètre 2 ) Guidage en translation: Il permet à une pièce de se déplacer en ligne droite. On se sert d organe de guidage qui joue le rôle d un rail. 3 ) Guidage hélicoïdal: Association des mouvements de translation et de rotation. Le système de guidage le plus utilisé c est vis - écrou. 9) a) Qu est-ce que le frottement? c est la force qui s oppose au glissement d une pièce sur une autre. b) Comment peut-on diminuer le frottement? Il y a 3 façons: 1 ) en utilisant un lubrifiant comme de l huile, de la graisse, de la cire, de l eau, etc pour faciliter le glissement des pièces l une sur l autre. 2 ) en polissant les surfaces afin de faciliter le glissement des pièces l une sur l autre. 3 ) en utilisant un roulement à bille pour diminuer la surface de contact entre les 2 pièces. 10) a) Qu est-ce que l adhérence? C est le phénomène qui se manifeste lorsque 2 surfaces ont tendance à rester accolées ensemble s opposant ainsi au glissement. b) Quels facteurs influencent l adhérence? Il y a 5 facteurs: 1 ) la nature des matériaux certains matériaux adhèrent plus à d,autres. 2 ) la présence ou non de lubrifiant: comme les lubrifiants diminuent le frottement, cela diminue l adhérence également. 3 ) la température: plus la température est grande, plus l adhérence est grande. 4 ) l état des surfaces: plus la surface est rugueuse plus l adhérence est grande. 5 ) la force perpendiculaire à la surface: plus la force perpendiculaire à la surface est grande plus l adhérence est grande. Pour une surface horizontale, la force perpendiculaire c est le poids d un objet.

3 11) a) Qu est-ce qu un système de transmission de mouvement? C est un ensemble d organes qui a pour fonction de communiquer un mouvement d un pièce à l autre sans en modifier la nature. b) De quoi est fait un système de transmission de mouvement? 1 ) un orgame moteur: organe qui reçoit la force nécessaire pour actionner les système (Ex: plateau d un pédalier). 2 ) un orgame récepteur: organe qui reçoit le mouvement et qui le transmet à la pièce (Ex: pignon de la roue arrière) 3 ) un orgame intermédiaire: organe qui fait le lien entre l organe moteur et l organe récepteur (Ex: chaîne). 12) Quels sont les différents systèmes de transmission de mouvement et leur symbole normalisé? 1 ) Les roues de friction: à cause du frottement et de l adhérence, une roue tourne et entraîne la rotation de la 2è roue 2 ) La courroie et les poulies: à cause du frottement et de l adhérence, une roue tourne, entraîne la courroie qui fait tourner la 2è roue. 3 ) L engrenage: mouvement d une roue entraîne la 2è roue. L utilisation d un lubrifiant protège les roues dentées. 4 ) Chaîne et roues dentées: mouvement d une roue entraîne la 2è roue par l intermédiaire de la chaîne. Besoin de lubrifiant pour la protection. 5 ) La roue et vis sans fin: la vis tourne et entraîne lentement la roue. Le but: changer l axe de rotation du mouvement.

4 12) a) Qu est-ce que le changement de vitesse dans un système de transmission de mouvement? c est le rapport de la vitesse de rotation de l organe moteur et la vitesse de rotation de l organe récepteur. b) Quelles sont les composantes qui permettent de calculer le changement de vitesse? - l organe moteur = roue menante - l organe récepteur = roue menée 13) a) Comment calcule-t-on le changement de vitesse pour un système d engrenage ou de chaîne et roues dentées? 1 ) rapport d engrenage = nombre de dents de roue menante nombre de dents de roue menée 2 ) vitesse roue menée(v menée ) = rapport d engrenage x vitesse roue menante(v menante ) Exemple: Quelle est la vitesse d une roue menée de 40 dents qui est reliée par une chaîne à une roue menante de 12 dents qui tourne à 30 tours/min? v menée = 9 tours/min 1 ) rapport d engrenage = 12 dents / 40 dents = 0,30 2 ) vitesse roue menée(v menée ) = 0,30 x 30 tours/min = 9 tours/min b) Comment calcule-t-on le changement de vitesse pour un système de roues de friction ou de courroie et poulies? 1 ) rapport de diamètre = diamètre de roue menante diamètre de roue menée 2 ) vitesse roue menée(v menée ) = rapport de diamètre x vitesse roue menante(v menante ) Exemple: Quelle est la vitesse d une roue menée de 6 mm de diamètre si la roue menante de 39 mm de diamétre tourne à 80 tours/min? v menée = 400 tours/min 1 ) rapport de diamètre = 30 mm / 6 mm = 5,00 2 ) vitesse roue menée(v menée ) = 5,00 x 80 tours/min = 400 tours/min c) Comment calcule-t-on le changement de vitesse pour un système de vis sans fin et roues? 1 ) rapport d engrenage = 1 nombre de dents de roue menée 2 ) vitesse roue menée(v menée ) = rapport d engrenage x vitesse roue menante (v menante ) Exemple: Quel est le rapport d engrenage pour une roue dentée de 12 dents dans un système avec une vis sans fin? rapport = 0,0833 rapport d engrenage = 1 = 0, dents

5 14) a) Qu est-ce qu un système de transformation de mouvement? C est un système qui convertit un mouvement de rotation en un mouvement de translation ou vice versa. b) De quoi est fait un système de transmission de mouvement? 1 ) un orgame moteur: organe qui reçoit la force nécessaire pour actionner les système. 2 ) un orgame récepteur: organe qui reçoit le mouvement et qui le transmet à la pièce. 15) Quels sont les différents systèmes de transformation de mouvement et leur symbole normalisé? 1 ) Vis et écrou: on tourne la vis ou l écrou pour faire bouger l écrou ou la vis.le guidage entre la vis et l écrou est un guidage hélicoïdal. 2 ) Manivelle, bielle et coulisse: on tourne la manivelle qui fait monter et descendre la bielle qui fait bouger la coulisse. 3 ) Pignon et crémaillère: la rotation de la roue dentée (pignon) permet la translation de la crémaillère. 4 ) Came et tige guidée: la rotation de la came fait bouger la tige guidée. Les cames excentriques (axe de rotation n est pas au centre de la came) permettent d utiliser des cames plus petites et rondes