EXAMEN GMP ème session Durée 2 heures Aucun document autorisé - Calculatrice autorisée ETUDE D UN LEVE-VITRE ELECTRIQUE

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1 Eamen GMP 110 GMP120 2 ème session EXAMEN GMP ème session Durée 2 heures Aucun document autorisé - Calculatrice autorisée Documents fournis : Tableau des liaisons normalisées : document 1 Nomenclature : document 2 Eclaté : document 3 Dessin d'ensemble : document 4 à rendre avec votre copie Remarque 1 : la présentation des documents rendus sera prise en compte Remarque 2 : identifie correctement chaque réponse : numéro de question indispensable Remarque 3 : tous les calculs seront eplicités sous forme littérale avant l application numérique ETUDE D UN LEVE-VITRE ELECTRIQUE 1- Mise en situation et fonctionnement : Le lève-vitre étudié équipe des véhicules Renault de modèle "Kangoo". 1 Le lève-vitre est constitué d'un système de deu bras en "X" correspondant au diagonales d'un rectangle. La translation de la vitre est basée sur la déformation de ce rectangle. Rail mobile 6 (supportant la vitre) en position haute Rail mobile 6 (supportant la vitre) en position basse Positions du mécanisme au cours du mouvement de descente de la vitre 2 3 Le bâti correspond à l ensemble des pièces fiées à la portière de la voiture : {ensemble moto-réducteur 5, platine 1, rail fie 2}. A la sortie du moto-réducteur, le pignon d attaque 31 entraîne la roue dentée 3, ce qui provoque la rotation du bras principal. Remarque sur les 3 galets 7 (notés 7B, 7C et 7D pour les différencier) : dans un souci de simplification, nos considèrerons que chaque galet 7 est en liaison complète avec sa rotule 8 et donc au bras correspondant ; et que chaque galet n est en contact avec le rail que d un côté (en haut). 02/07/2013 page 1/7

2 Eamen GMP 110 GMP120 2 ème session Etude fonctionnelle (environ 3 points) Question 1 : Proposer un diagramme «Pieuvre» (ou des interacteurs) pour ce mécanisme ; identifier et nommer les différentes fonctions. 3-Etude cinématique (environ 7 points) Question 2 : Identifier les classes d équivalences (ou sous ensembles rigides) : les colorier sur le document 4 et les nommer. Question 3 : Par une analyse des surfaces en contact (vous deve les identifier et donner leur nature), modéliser les liaisons entre les différentes classes d équivalence. Précise les différents centres et aes des liaisons. Question 4 : Réaliser le graphe de structure (graphe des liaisons) de ce mécanisme. Question 5 : Réaliser le schéma cinématique plan (respecter le code de couleurs utilisé pour les classes d équivalence). 4-Etude statique (environ 10 points) Objectif de l étude : on souhaite vérifier que l effort de levage de la vitre est suffisant, pour un couple en sortie de réducteur (noté Cr) de 2 Nm. Les hypothèses de l étude sont les suivantes : - problème plan et liaisons parfaites - L étude s effectuera dans la position du document 4. - La vitre a un poids de 30 Newtons ; la résistance au glissement de la vitre dans les glissières de la porte est estimée à 50 N ; ces 2 efforts résistants s ajoutent et sont répartis uniformément sur les galets 7B et 7D. étape 1 : isolement et Principe Fondamental de la Statique appliqué à l ensemble {bras principal 3 + galet 7B} Données : Le moment en O du pignon d attaque 31 sur le secteur denté 3 est donné ci-dessous : Z r 3 M O( 31 3) = Cr.. Z 31 avec Cr le couple en sortie de réducteur, Z 31 le nombre de dents du pignon 31 et Z 3 le nombre de dents que comporterait la roue 3 si elle était complète. L action du rail mobile 6 sur le galet 7B sera représentée par le torseur suivant : 0 0 { τ 6 7B} B = Y6 7B B 02/07/2013 page 2/7

3 Eamen GMP 110 GMP120 2 ème session L action du bras secondaire 4 sur le bras principal 3 sera représentée par le torseur suivant : X { τ 4 3} A = Y A Question 6 : - Justifier la forme des 2 torseurs ci-dessus. - Faire le bilan des Actions Mécaniques Etérieures. - Appliquer le Principe Fondamental de la Statique (une équation, choisie judicieusement, suffit) et montrer que :. Y Z = y. X 3 6 7B Cr. Y4 3 + Z étape 2 : isolement et Principe Fondamental de la Statique appliqué à l ensemble {bras secondaire 4 + galets 7C et 7D } Question 7 : - Faire le bilan des Actions Mécaniques Etérieures - Appliquer le Principe Fondamental de la Statique (théorème du moment, au point A, en projection sur ) et montrer que : Y2 7C =. Y6 7D X = et Y 3 4 = Y6 7D 1 étape 3 : calcul des efforts sur le rail mobile porte-vitre et conclusion Question 8 : En utilisant les résultats des 2 questions précédentes et les hypothèses de l étude, calculer les efforts en B et D de chaque bras sur le rail mobile (monter que Y7 B 6 = Y7D 6 = 49 N ) Rappel : Donner le résultat sous forme littérale avant de faire l application numérique. Question 9 : Conclure. Question 10 : Quel serait l intérêt de faire une étude statique à l aide du logiciel Meca3D? Données géométriques = 140 mm = y = 95 mm O B = y = 280 mm = 200 mm = y = 140 mm = 86 mm = y = 140 mm = 104 mm 02/07/2013 page 3/7

4 Eamen GMP 110 GMP120 2 ème session DOCUMENT 1 : LIAISONS 02/07/2013 page 4/7

5 Eamen GMP 110 GMP120 2 ème session DOCUMENT Vis de fiation du moteur 31 1 Pignon d'attaque Z 31 = 10; m = 1,75 mm 30 1 Bouchon Caoutchouc + papier 29 1 Joint moteur 28 1 Carter moteur S Coussinet droit sur rotule P1026 (Afnor FC10-72) 26 2 Butée aiale PA Porte rotule PA Stator à aimant permanent 23 1 Rotor Vis sans fin à 1 filet Z Vis 23 = 1; pas = 2 mm 22 1 Bloc d'alimentation électrique 21 1 Coussinet sur rotule P1026 (Afnor FC10-72) 20 1 Coussinet gauche P1026 (Afnor FC10-72) 19 1 Joint 18 1 Disque d'accouplement Elastomère 17 1 Joint torique 16 1 Ae corps C45 Insert (carter réducteur) 15 1 Roue PA6.6 Z Roue 15 = 72; m,8 mm; β = Carter réducteur Polycarbonate 13 3 Vis de fiation du moto réducteur 12 4 Vis de fiation au véhicule M Pièce d'appui PA Ae S355 Serti au montage 9 1 Ressort de compensation C70 trempé Installé au montage 8 3 Rotule S355 Sertie sur les bras 7 3 Galet PA6 Polyamide 6 1 Rail mobile porte vitre S Moto réducteur 4 1 Bras secondaire S355 2 demi-bras soudés par points 3 1 Bras principal S Rail fie S355 Z Bras 3 = 42 sur 109,5 (138 dents si la roue dentée était complète); m = 1,75 mm 1 1 Platine S355 Rep Nb Désignation Matière Observation NOMENCLATURE 02/07/2013 page 5/7

6 Eamen GMP 110 GMP120 2 ème session DOCUMENT 3 02/07/2013 page 6/7

7 Eamen GMP 110 GMP120 2 ème session y D B F E A C C O 2 DOCUMENT 4 : A rendre avec la copie N d anonymat : 02/07/2013 page 7/7

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