AGRAFEUSE ELECTRIQUE

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1 Nom de l élève :... Classe :... Date :... Matérel ressource : La platne agrafeuse Un ordnateur équpé d un modeleur volumque 3D Documents ressources : Documentaton technque de l agrafeuse Le dosser ressource sur les engrenages Un tachymètre à vsée laser Thématque(s) assocée(s) : - La culture et les losrs. Compétences abordées : Smuler, mesurer un comportement Actvtés Notons Commentares Identfer un prncpe scentfque en rapport avec un comportement d un système. Grandeurs physques caractérstques et untés en entrée et sorte d un consttuant, d une chaîne, d un système. Prévson de l ordre de grandeur des résultats. L nfluence, des prncpaux paramètres sur le comportement d un système technque, est smulée et analysée. Objectfs de l étude de cas : - Découvrr le prncpe de la réducton de vtesse. - Mesurer et calculer le rapport de transmsson d un engrenage et d un réducteur - Conclure sur l ntérêt d une réducton de vtesse Etude de cas 3 La foncton adapter l énerge Page 1/ 6

2 OBJECTIF DE L ACTIVITE : Pour assembler une lasse de feulles, le système utlse une agrafe pour perforer la lasse et déforme les extrémtés de celle-c grâce à une enclume. C est le ponçon qu vent appuyer vertcalement sur l agrafe. Pour ce fare l est nécessare de transmettre à ce ponçon une énerge MECANIQUE de translaton. L almentaton de l agrafeuse se fat par 4 ples 1,5 Volts qu fournssent donc une énerge électrque. L nterface de pussance de la carte électronque se charge de dstrbuer cette énerge et le moteur électrque la convertt en une énerge mécanque de ROTATION. L énerge dot donc être ADAPTEE pus TRANSFORMEE pour passer d un mouvement de rotaton contnu rapde (du moteur) mas qu développe un effort «restrent» en un mouvement de translaton vertcal alternatf (du ponçon) qu nécesste un effort assez mportant pour l agrafage. L objectf de l actvté est d étuder et de quantfer l ADAPTATION de l énerge dans cette agrafeuse. RESSOURCES POUR L ACTIVITE : Pour vous ader dans cette actvté vous avez beson du dosser technque paper en partculer de la nomenclature pages 6 et 7, de la mse en plan page 8 (doc DT1) et de l éclaté page 9 (doc DT2). Vous allez auss utlser le modèle numérque complet du système. L assemblage «agrafeuse électrque» possède pluseurs confguratons préréglées qu permettent de cacher faclement les pèces nutles pour l étude. Confguratons sélectonnables par double clc. Pour smuler le fonctonnement, l sufft de manpuler l une des roues pour observer l ncdence sur le fonctonnement de l agrafeuse. Etude de cas 3 La foncton adapter l énerge Page 2/ 6

3 TRAVAIL A FAIRE : 1. Actver la confguraton «pèces mobles» de l assemblage «agrafeuse électrque» pour vor l ntéreur de l agrafeuse et smuler le fonctonnement en manpulant l une des pèces. 2. Actver ensute la confguraton «réducteur» et, en vous adant des dfférentes ressources, compléter le dagramme suvant en rensegnant le nom de chaque pèce ans que son repère. Pgnon moteur 31 Energe converte Energe ADAPTEE Moteur électrque REDUCTEUR Système LEVIER- COULISSEAU Le réducteur de l agrafeuse est un tran de 4 engrenages, chacun consttué de 2 roues dentées. Les roues dentées ntermédares possèdent chacune 2 partes dentées, une grande que l on nommera par exemple 32a et une pette 32b, chacune ntervenant dans des engrenages dfférents. 3. En vous adant des dfférentes ressources, compléter le dagramme suvant en rensegnant le numéro complet de chaque parte dentée et son nombre de dents. 31 Etude de cas 3 La foncton adapter l énerge Page 3/ 6

4 4. En manpulant l agrafeuse de la platne à la man, compter le nombre de tours que fat le pgnon moteur 31 lorsque la roue excentrque 35 fat un tour. (Vous donnerez une valeur angulare en tours, approchée à 1/4 de tour près) Nombre de tours du pgnon moteur 31 =... La platne est équpée d un nterrupteur permettant de lasser tourner le moteur après la fn de l agrafage. Certanes roues dentées du réducteur possèdent un pett réflecteur pour la mesure de vtesse. Vous devez utlser un tachymètre numérque pour mesurer les fréquences de rotaton du pgnon moteur, de la roue ntermédare 1 et de la roue excentrque. Demandez à votre professeur de vous le fournr et de vous explquer son fonctonnement. 5. Mesurer les fréquences de rotaton (en tours / mn) du pgnon moteur 31, de la roue ntermédare N 1 32 et de la roue excentrque 35. N MOTEUR =..... N ROUE N 1 =..... N ROUE EXCENTRIQUE = Compléter les noms, repères et nombres de dents des dfférents engrenages et calculer les rapports de transmsson de chacun d entre eux. (pour l engrenage A, vérfez le rapport avec vos mesures de fréquences). Nom et repère de la roue Nb de dents Rapport de transmsson (formule et applcaton numérque) Vérfcaton avec les fréquences mesurées A Entrée Pgnon moteur 31 Sorte Z Z E 31 A = = = ZS Z32a... NS N32 A = = = N N E 31 B Entrée Sorte B =... C Entrée Sorte C=... D Entrée Sorte D=... Etude de cas 3 La foncton adapter l énerge Page 4/ 6

5 Détermner le rapport de transmsson GLOBAL du réducteur de 2 façons dfférentes (le mesuré que l on notera G-mesuré ans que le théorque que l on notera G-calculé ). Rapport de réducton mesuré Rapport de réducton théorque Formule Nbr de tours de la sorte G-mesuré = = G-calculé = Π s = Nbr de tours de l'entrée Applcaton numérque Rappel : en mathématque, le sgle π ndque le produt (x multplcaton) Comparer les deux résultats ; que pouvez-vous en conclure quant à la valdté du rapport mesuré?... En prenant la vtesse du moteur que vous avez mesurée à la queston 3, détermner la vtesse théorque de la roue excentrque 35 en utlsant le rapport de réducton G-calculé... Comparer cette vtesse à celle mesurée à la queston 3 et conclure quant à la valdté des mesures Conclure sur l utlté d un engrenage et d un réducteur Etude de cas 3 La foncton adapter l énerge Page 5/ 6

6 POUR ALLER PLUS LOIN : Détermnaton d un réducteur à un seul engrenage. Pour cette étude on souhate remplacer le réducteur complet composé des 4 engrenages par un seul engrenage en conservant le pgnon moteur de 12 dents. On souhate connaître le nombre de dents de la roue de sorte de cet engrenage sachant qu l dot posséder le même rapport de réducton global que vous avez calculé. Roue de sorte 2 Z =? Pgnon moteur 31 Z = Détermner le nombre de dents de la roue Sachant que le module des engrenages est de m = 0.5, calculer le damètre prmtf théorque de cette nouvelle roue Conclure sur la valdté d un tel engrenage Etude de cas 3 La foncton adapter l énerge Page 6/ 6