OUVRE BARRIERE SINUSMATIC

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1 L.P.T.I. Saint Joseph La Joliverie OUVRE BARRIERE SINUSMATIC Présentation du mécanisme Le mécanisme étudié est un système d ouverture et fermeture de barrières légères. Ce type de mécanisme peut par exemple se retrouver pour actionner les barrières fermant les entrées et sorties des parkings pour automobiles. La fonction du mécanisme représenté sur le format A3 est de transformer un mouvement de rotation continu en un mouvement de rotation alternatif sur une course de 90. Le mécanisme reçoit donc un motoréducteur 6 qui donne à son arbre de sortie 8 un mouvement de rotation continu. Ce dernier entraîne dans son mouvement un plateau 5. L arbre à fourche sur lequel est fixée la barrière, reçoit un doigt 3 qui tourne dans une rotule 4 fixée dans le plateau 5. La géométrie du système est telle que l angle α entre l axe du doigt 3 et celui de l arbre de sortie 8 est toujours de α = 45. Cependant, Le doigt étant entraîné en rotation d axe vertical, il entraîne lui-même l arbre à fourche en rotation d axe horizontale, en lui donnant un angle pouvant varier entre -45 et +45 par rapport à la position du dessin d ensemble au format A3. Ainsi l arbre à fourche peut entraîner en rotation une barrière entre 0 et 90. On donne ci-dessous la nomenclature du mécanisme : 22 3 Ecrou H M Bague de frottement 21 3 Vis H M Clavette forme B 6x6x Barre 9 1 Vis H M Ecrou H M6 8 1 Arbre de sortie du motoréducteur 18 1 Rondelle M6 7 1 Rondelle LL Vis Q M Motoréducteur 16 1 Entretoise 5 1 Rotule 15 1 Barrière 4 1 Plateau 14 3 Vis H M Doigt 13 1 Axe 2 1 Arbre à fourche 12 1 Roulement à aiguilles 1 1 Bâti Rep. Nbr Désignation Rep. Nbr Désignation L ouverture de la barrière se fait en 1,5 seconde. Par conséquent, l arbre de sortie du motoréducteur tourne à la vitesse de 20 tr/min. Cette rotation est assurée par un moteur de 150 W. Le but du problème est de déterminer si le couple sur l arbre de sortie du motoréducteur fourni par le moteur de 150 W est suffisant. Pour cela on fait les hypothèses suivantes : - Le système est en équilibre dans la position du dessin au format A3. - Toutes les liaisons sont des liaisons parfaites. - Le couple moteur est maximal dans la position du dessin au format A3. - Le couple maximal disponible sur l arbre de sortie du motoréducteur est de 43 N.m - On néglige le poids de toutes les pièces sauf celui de la barre 20. Sinusmatic.doc page 1/2

2 L.P.T.I. Saint Joseph La Joliverie 1- Modélisation des liaisons du mécanisme 1.1- Donner les classes d équivalence du mécanisme (La barre 20 est fixée sur la barrière 15 à l aide du boulon et la barrière 15 est fixée sur l arbre à fourche 2 par l entretoise 16 et le boulon )) 1.2- Faire le graphe des liaisons du mécanisme 1.3- Faire le schéma cinématique plan puis en perspective du mécanisme. 2- Graphe des actions Faire le graphe des actions du mécanisme. On précise que le graphe des actions est un graphe dont la structure est identique à celle du graphe des liaisons. C est à dire que : - On retrouve les classes d équivalence du mécanisme auxquelles ont ajoute les éléments extérieurs exerçant une action sur le mécanisme. - On relie par un trait les éléments de ce graphe entre lesquels on a une action. - On indique pour chacune des ces actions son nombre d inconnues et si cette action peut être modélisée par une force (Glisseur) 3- Détermination des caractéristiques de l action sur la rotule Pour cette partie on travaillera dans un repère ( X 3, Y 3, Z 3 ) tel que Y 3 = Y et X 3 est orienté suivant la droite (AB) Isoler le doigt 3 et faire l inventaire des actions extérieures Donner la forme des torseurs des actions extérieures dans le repère ( X 3, Y 3, Z 3 ) puis les transporter tous au même point Appliquer le principe fondamental de la statique et en déduire les caractéristiques de l action s exerçant sur la rotule. 4- Détermination de l action sur la rotule Pour cette partie on travaillera dans le repère ( X, Y, Z ) 4.1- On précise que - La barre est de section constante et est en acier de masse volumique ρ = 7800 kg.m La barre est un rectangle creux de dimensions extérieures 30x18 et d épaisseur 3 mm. Déterminer la masse de la barre et en déduire son poids Dans la position étudiée la barre est inclinée de 45 et sa longueur est de 2m. En déduire les coordonnées du vecteur CG dans le repère ( X, Y, Z ) G étant le centre de gravité de la barre Isoler l ensemble {2,3} puis en appliquant le PFS en déduire complètement l action du plateau 4 sur le doigt 3. Dans la position étudiée, la barre est inclinée de Détermination du couple nécessaire Isoler le plateau 4 et en déduire le couple nécessaire sur l arbre de sortie du moto réducteur. 6- Conclusions 6.1- A partir du résultat trouvé précédemment, dire si le moteur est suffisant? 6.2- Etant donné les hypothèses faites, le moteur est-il vraiment suffisant? Quels sont les calculs qui pourraient être faits pour s en assurer? Sinusmatic.doc page 2/2

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5 Barrière Barre et boulons M8 non représentés. Doigt Rotule Plateau Echelle : 1:20 Format A4 Bâti LPTI Saint Joseph La Joliverie Sinusmatic : Eclaté par classes d'équivalence Dessiné par: CHAUVET F. Le : 03/09/2009 DT3

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