Résumé Unité 4 Systèmes de transmission et transformation de mouvement Juan M. Funes Luque INDEX

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1 INDEX Parties les plus élémentaires une machine. Schéma e fonctionnement un mécanisme e transmission. Mécanismes multiplicateur et réucteur e vitesse. Inclure es essins ans les eux cas. Transmission u mouvement giratoire. Rapport e transmission. Définition, équation et essin explicatif. Mécanismes e transmission e mouvement giratoire. Enumère les. Transmission par courroie. Caractéristiques principales. Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Quel est l inconvénient e ce système et la possible solution? Poulies etagées. Qu est-ce que c est? Dessin u mécanisme, au moins 2 vues: e face et e essus. Fonctionnement et utilité e ce mécanisme. Paramètres caractéristiques es engrenages. Moule un engrenage: Définition, équation, unité, moules normalisés. Calculer le moule e l engrenage utilisé au projet e la barrière (ans l atelier). Conition pour que eux roues entées puissent engrener. Pas une roue entée: Définition. Equations qui mettent en relation le pas, le iamètre, le nombre e ents et le moule une roue entée. Transmission par chaîne. Avantage face au mécanisme poulie - courroie. Pourquoi est-il nécessaire e lubrifier la chaîne. Exemples utilisation e ce mécanisme. Système roue et vis sans fin. Aussi appelé engrenage à vis. Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Caractéristiques principales. Utilisation e ce mécanisme. 1

2 Transformation e mouvement giratoire en rectiligne. Système roue et crémaillère. Aussi appelé engrenage roue et crémaillère Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Fonctionnement: Conition inispensable pour que la roue entée et la crémaillère engrènent. Ce système est-il réversible? Équation e la vitesse linéaire e la crémaillère. Les magnitues et leurs unités qui y interviennent. Exemples utilisation e ce mécanisme. Système vis - écrou Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Fonctionnement: Conition inispensable pour que la vis et l écrou puissent être vissés. Ce système est-il réversible? Equation e la vitesse linéaire e l écrou. Les magnitues et leurs unités qui y interviennent. Exemples utilisation e ce mécanisme. Mécanismes e transformation u mouvement giratoire en rectiligne alternatif. Système bielle - manivelle. Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Fonctionnement. Ce système est-il réversible? Exemples utilisation e ce mécanisme. Cames et roues excentriques. Dessins une came et une roue excentrique, en iniquant ses composants. Fonctionnement. Quelle est la ifférence entre une came et une roue excentrique? Ce système est-il réversible? Utilisation e ces mécanismes. 2

3 Parties les plus élémentaires une machine. La structure. C est la base support où se fixent les ifférents mécanismes. Les mécanismes. Ce sont es ispositifs capables e transformer les forces et mouvements entrée (reçus un élément moteur) en es forces et es mouvements ifférents à la sortie, pouvant réaliser ainsi un travail éterminé. Schéma e fonctionnement un mécanisme e transmission. Forces et mouvements entrée MÉCANISME Forces et mouvements e sortie Mécanismes multiplicateur et réucteur e vitesse. Inclure es essins ans les eux cas. Mécanisme multiplicateur. Il transforme la vitesse entrée qu il reçoit en une vitesse e sortie plus élevée. Vitesse e rotation entrée n 1 Vitesse e rotation e sortie n 2 n 2 (r.p.m.) Mécanisme multiplicateur n 1 (r.p.m.) Mécanisme réucteur Mécanisme réucteur e vitesse. Il transforme la vitesse entrée qu il reçoit en une vitesse e sortie inférieure. Transmission u mouvement giratoire. Rapport e transmission. Définition, équation et essin explicatif. Le rapport e transmission (i) un mécanisme nous inique le nombre e tours e la roue menée (u mouvement e sortie) quan la roue menante (u mouvement entrée) a fait un seul tour. n2 i = n 2 = i.n1 n 1 n 1 (tours / min) Roue menante i = 3 Pour 1 tour 3 tours n 2 et n 1 sont le nombre e tours respectifs es roues menée et menante. n 2 (tours / min) Roue menée Le rapport e transmission coïncie aussi avec le rapport entre le iamètre e la roue menante et le iamètre e la roue menée. Pour 1 tour 1/3 e tour i = 1 / 3 i = 1 2 Cette euxième équation est utilisée normalement pour calculer le rapport e transmission (i), alors que la première équation s utilise généralement pour calculer le nombre e tours par minute (n 2 ) e la roue menée, une fois connu le rapport e transmission (i). 3

4 Mécanismes e transmission e mouvement giratoire. Enumère les. Transmission par courroie Transmission par chaîne Engrenages Système roue et vis sans fin Transmission par courroie. Caractéristiques principales. Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Poulie menante Poulie menée Courroie croisée : les sens e rotation sont opposés Courroie Quel est l inconvénient e ce système et la possible solution? La courroie peut glisser sur la poulie si la puissance mécanique à transmettre est trop élevée. Dans le omaine e ce mécanisme, il est possible e solutionner ce problème en utilisant une courroie entée (sur es poulies aussi entées). 4

5 Poulies etagées. Qu est-ce que c est? C est un mécanisme e transmission constitué en un groupe e poulies (fixées sur le même axe menant) qui transmettent le mouvement giratoire à un autre groupe e poulies (fixées sur un axe mené) en utilisant une courroie. Dessin u mécanisme, au moins 2 vues: e face et e essus. Fonctionnement et utilité e ce mécanisme. A B C D Ce mécanisme permet obtenir ifférentes vitesses e rotation ans l axe mené. Chaque position A, B, C, D réalise une transmission simple ifférente. La courroie peut seulement se placer entre es poulies situées juste en face l une e l autre, car seulement ainsi il est possible e maintenir une longueur e la courroie invariable pour les ifférentes positions e transmission. Paramètres caractéristiques es engrenages. Moule un engrenage: Définition, équation, unité, moules normalisés. Calculer le moule e l engrenage utilisé au projet e la barrière (ans l atelier). Le moule (m) une roue entée nous inique la relation entre son iamètre () et son nombre e ents (). (nombre e ents) mm. m = L unité e mesure u moule m est le millimètre par ent ent De façon générale les moules utilisés ans les ifférents engrenages sont normalisés, ayant es valeurs tels que 0 5, 1, 1 5, 2, 2 5, Dans le cas e l engrenage utilisé ans le projet e la barrière (ans l atelier), on calcule son moule (m): m = = 45 mm. 45 ents mm. = 1 ent Conition pour que eux roues entées puissent engrener. La conition obligatoire pour que eux roues entées puissent engrener est que la taille e la ent oit être la même ans les eux cas. Cela veut ire que le pas e l engrenage oit avoir aussi la même valeur ans les eux cas. De cette affirmation on éuit que le moule (m) e eux roues entées oit être e la même valeur pour qu elles engrènent correctement. Si elles engrènent, leurs pas et leurs moules sont ientiques. 5

6 Pas une roue entée: Définition. Equations qui mettent en relation le pas, le iamètre, le nombre e ents et le moule une roue entée. Le pas (p) est la istance entre eux ents consécutives, mesurée en millimètres. p (mm.) (nombre e ents) (mm.) Longueur circulaire = π. Le pas (p) une roue entée multiplié par son nombre e ents () correspon à la longueur e la circonférence e la roue. p. = Longueur circulaire e la roue = π. p = π Comme / est le moule (m), en faisant la substitution corresponante sur cette équation on obtient : p = π.m Dans le cas e l engrenage utilisé ans le projet e la barrière (ans l atelier), on calcule son pas (p): p = π.m = π.1 = 3,14 mm. Transmission par chaîne. Avantage face au mécanisme poulie - courroie. Dans la transmission par chaîne le glissement e la chaîne sur le pignon n est plus possible comme il l était ans le cas e la transmission par courroie. Cela permet e transmettre une puissance plus élevée. Il faut remarquer aussi que la transmission par chaîne est plus précise. Pourquoi est-il nécessaire e lubrifier la chaîne. Son but est e faire iminuer le frottement qui se prouit ans la transmission, en améliorant le renement e celle-ci. Exemples utilisation e ce mécanisme. Transmission u vélo (bicyclette), es motocyclettes, e quelques portes e garage, etc. 6

7 Système roue et vis sans fin. Aussi appelé engrenage à vis. Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. n 2 (r.pm.) 2 (ents) Roue entée n 1 (r.pm.) Vis sans fin e 1 (nombre e filets) Caractéristiques principales. Ce système transmet es forces et es mouvements entre eux axes perpeniculaires entre eux. De façon générale la roue entée avance seulement une ent (la istance e son pas, en millimètres) quan la vis sans fin a fait un tour complet. Les équations e cette transmission apparaissent ci-essous. Rapport e transmission i i = e 1 2 Nombre e filets e la vis. Nombre e ents e la roue entée. Vitesse e rotation n 2 (en r.p.m.) e la roue entée quan on connaît la vitesse e rotation entrée n 1 (en r.p.m.) e la vis sans fin. Le système n est pas réversible : La vitesse et la force entrée oivent venir toujours e la part e la vis sans fin, alors que la force et le mouvement giratoire e sortie oivent corresponre à la roue entée. Le mécanisme ne marche pas ans le cas contraire. Utilisation e ce mécanisme. n 2 = i.n 1 C est un système iéal pour obtenir es rapports e transmission énormément réucteurs entre eux axes perpeniculaires entre eux, comme par exemple ans la transmission e la barrière construite ans l atelier. 7

8 (ents) Transformation e mouvement giratoire en rectiligne. Pignon v (mm / min) Système roue et crémaillère. Aussi appelé engrenage roue et crémaillère. p (mm) n (rpm) Crémaillère p (mm) Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Fonctionnement: Conition inispensable pour que la roue entée et la crémaillère engrènent. Ce système est-il réversible? Le mouvement rotatif e la roue entée, aussi appelée pignon, fait éplacer la crémaillère ans un mouvement rectiligne. La conition nécessaire pour que la roue et la crémaillère puissent engrener est que les eux éléments aient le pas (en millimètres) e la même valeur. Ce mécanisme est un système réversible : on peut consiérer le mouvement entrée ans la roue entée ou pignon comme ans la crémaillère, en fonctionnant correctement ans les eux cas. Equation e la vitesse linéaire e la crémaillère. Les magnitues et leurs unités qui y interviennent. Cette équation permet e calculer la vitesse linéaire e la crémaillère (en millimètres par minute). v = p.. n Étant p le pas (en mm.) e la vis, le nombre e ents e la roue, et n la vitesse e rotation e la roue (en r.p.m.) Exemples utilisation e ce mécanisme. Systèmes e irection e véhicules. Ouverture et fermeture e portes (es trains, par exemple). Actionnement u mouvement vertical une perceuse e colonne. Vis e (filets) Système vis - écrou Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Fonctionnement: Conition inispensable pour que la vis et l écrou puissent être vissés. Ce système est-il réversible? Écrou n (rpm) Si on empêche la possibilité e rotation e l écrou, le mouvement giratoire e la vis fait avancer cet écrou ans un mouvement rectiligne. p (mm) v (mm/min) Une euxième possibilité se prouit si en plus on empêche le éplacement e l écrou, en se prouisant l avance e la vis quan elle tourne. Vis composée e 2 filets La conition obligatoire pour que la vis et l écrou puissent être visées est que ces eux éléments aient un pas et un nombre e filets e la même valeur. De façon générale le système vis - écrou n est pas réversible : le mouvement entrée correspon toujours à la vis. D une autre façon le mécanisme ne marche pas. Equation e la vitesse linéaire e l écrou. Magnitues et leurs unités qui y interviennent. L équation e la vitesse linéaire (v) e l écrou (en millimètres par minute) apparaît ci-essous : v = n. p. e Étant p le pas (en mm.) e la vis, e le nombre e filets e la vis, et n la vitesse e rotation e la vis (en r.p.m.) 8

9 Exemples utilisation e ce mécanisme. Différents systèmes e fixation : l étau (A), le bâillon (B), es bries (C), le serre-joint, etc. BOULON ECROU L obtention un mouvement rectiligne très lent et e grane force à partir un mouvement giratoire entrée, comme par exemple la presseuse, le cric pour automobile, l ouverture et fermeture un robinet, 9

10 Mécanismes e transformation u mouvement giratoire en rectiligne alternatif. Système bielle - manivelle. Oscillateur Bielle Dessin u mécanisme, en iniquant ses éléments. Fonctionnement. Ce système est-il réversible? La bielle est une barre unie par articulation (ans une extrémité) à la manivelle. L autre côté e la bielle est unie à un élément coulissant, l oscillateur. Le mouvement rotatif e la manivelle se transforme en un mouvement rectiligne e va-et-vient ans l oscillateur. Manivelle Le mécanisme est réversible. Le mouvement entrée peut se prouire aussi ans l oscillateur, obtenant ainsi un mouvement giratoire e sortie ans la manivelle. C est le cas u moteur explosion. Exemples utilisation e ce mécanisme. La manivelle ans le mouvement e sortie Moteur explosion. Le piston correspon à l oscillateur et la manivelle correspon au vilebrequin. Anciennes locomotives à vapeur. Les roues sont es manivelles. Bielle. L oscillateur ans le mouvement e sortie Mouvement vertical alternatif e l aiguille une machine à coure. Compresseur air (fonctionnement inverse au moteur). Cames et roues excentriques. Suiveur Ressort Dessins une came et une roue excentrique, en iniquant ses composants. Fonctionnement. Quelle est la ifférence entre une came et une roue excentrique? Ce système est-il réversible? Mouvement rotatif une excentrique Came Le contact entre la came qui tourne et le suiveur prouit sur celui-ci un mouvement rectiligne ans un sens penant un emi-tour, et ans le sens contraire penant l autre emi-tour. L action un ressort maintient le contact permanent entre la came et le suiveur. La came est une pièce giratoire qui peut avoir es ifférents contours en fonction u type e mouvement rectiligne u suiveur à obtenir. L excentrique est une roue qui tourne sur un point ifférent e son centre. Le mécanisme n est pas réversible. Le mouvement entrée oit corresponre à la rotation e la came ou e l excentrique. Dans le cas contraire (l oscillateur en recevant le mouvement entrée) ces mécanismes ne peuvent pas fonctionner. Utilisation e ces mécanismes. Ils sont utilisés en systèmes actionnement autres machines, en suivant une fréquence e répétition éterminée. Comme exemples on remarque l ouverture et fermeture e valves ans le moteur explosion (à travers l arbre à cames) et l actionnement répétitif e circuits pneumatiques ou électriques (tels que l émission e sons ou e lumières intermittentes). Arbre à cames. Il ouvre et ferme les valves u moteur 10