Support d entretien pour cycle

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1 BERAUD Mathias Terminale STI2D ITEC Dossier de présentation du projet de Baccalauréat : Support d entretien pour cycle Sommaire I-BESOIN - ÉTUDE DE FAISABILITÉ...p.2 a) Analyse de L existant...p.2 b) Analyser du besoin et des fonctions associées...p.2 c) Répartition des tâches... p.3 II-CONCEPTION PRÉLIMINAIRE...p.4 a) Cahier des charges...p.4 b) Recherche de solutions possibles...p.4 c) Comparer les solutions et Choisir une solution...p.5 III-CONCEPTION DÉTAILLÉE SIMULATION...p.6 a) Dimension des pièces...p.6 b) Résistance, matériau et fabrication...p.7 c) Assemblage et estimation du coût...p.9 IV-ABOUTISSEMENT...p.10 1

2 I-BESOIN - ÉTUDE DE FAISABILITÉ a) Analyse de l existant J ai procédé à une recherche sur Internet des supports déjà existant sur le marché afin de réfléchir à comment améliorer ce système. b) Analyse du besoin et des fonctions associées Afin de définir les besoins auxquels le support doit répondre, nous avons créés des diagrammes : Bête à cornes : Diagramme des exigences : 2

3 Diagramme des cas d utilisation : c) Répartition des tâches Après établissement des besoins auxquels doit répondre le support, nous nous somme réparti le travail. David Carneiro doit créer un système de positionnement du support pour qu il soit stable ; Théo Gebelin doit trouver un système permettant de fixer le cycle au support ; Et moi je doit crée le système permettant d ajuster la hauteur de fixation du cycle et celui permettant de fixer le support à un mur. 3

4 II- CONCEPTION PRÉLIMINAIRE a) Cahier des charges Le besoin fonctionnel du support de cycle est de permettre la réparation et l entretient d un cycle. En rapport avec ce besoin le support doit répondre à ces exigences : Maintenir le cycle fixe et stable Limiter les efforts produits par l utilisateur lors de l utilisation du produit, Être simple d utilisation Être peux volumineux L équipe a décidé de limiter à 1 le nombre de cycle supporté par le produit. Partant de là en découlent d autres contraintes. Le support devra : Supporter la masse d un cycle, sois au moins 25kg, plus les efforts appliqués par l utilisateur lors de la réparation, Les pièces devront être dimensionnées selon un coefficient de sécurité de 5, Permettre le réglage en hauteur de la fixation du cycle, Permettre la rotation des roues et du pédalier, Être utilisable dans différents environnements, Avoir une hauteur maximum de 2m, Être stockable dans une valise. b) Recherche de solutions possibles J ai tout d abord pensé à un système crémaillère et pignon afin d ajuster la hauteur de fixation du cycle. Le pignon est fixe et la crémaillère insérée dans un rail positionné le long d un poteau. Le bras de porter, au bout duquel est positionné le système de fixation du cycle, est fixé en haut de la crémaillère. Une manivelle reliée au pignon permet quand on la tourne de faire glisser la crémaillère vers le haut ou le bas. Enfin un galet vient s appliquer sur le pignon pour bloquer la translation de la crémaillère. 4

5 J ai aussi pensé à un système similaire mais j ai remplacé le pignon et la crémaillère par un enrouleur et une sangle. La partie mobile serait un chariot encore un fois guider par des rails mais cet fois si la manivelle serait aussi fixer sur le chariot. La bande serait elle fixer au sommet du poteau. De plus il m a aussi été confié la tâche de créer une fixation mural pour le support. J ai donc imaginé une barre en tôle avec des taraudages pour le passage des visses. Des encoches sur cette fixation et sur le support permettraient, par l intermédiaire de pions, de joindre les deux parties. c) Comparer les solutions et choisir une solution Après rechercher il s est avéré que le système pignon/crémaillère était sois trop lourd (pour les crémaillère en métal) sois trop chère (pour celle en plastique ou en nylon). De plus les dents des engrenages sont susceptible de blesser l utilisateur, il aurait donc fallut chartériser le système. C est pour cela que le système avec enrouleur est le plus adapté. 5

6 III-CONCEPTION DÉTAILLÉE SIMULATION a) Dimensionnement des pièces J ai réaliser les différentes pièces de mon système sous SolidWorks où j ai réalisé des tests de résistance mécanique et pue définir grâce à cela les dimensions exacte des pièces, leurs matériaux et leurs procédés de fabrication. Tube Chario Rail Fixation murale Bras 6

7 Axe Volant HPC Goupille Douille Équerre b) Test de résistance J ai choisit pour la majorité des pièces un alliage d aluminium car celui-ci a une bonne limite élastique et car il est plus léger que l acier. J ai ensuite effectué des tests de résistances avec ce matériau et j ai essayé d optimiser mes pièces pour obtenir un coefficient de sécurité (CS) de 5 par rapport à la contrainte maximal que subira la pièce. J ai utilisé l alliage 6061 pour : -Le tube : CS = 11. Il sera fabriqué par extrusion ; -Les rails : CS= 5,2. Ils seront obtenue par étirage à froid puis pliage et perçage. 7

8 -Le Pion : CS= 4,9. Il est fabriqué par usinage au tour. J ai aussi utilisé l alliage 6063-T5, plus résistant que le 6061, pour : -La goupille : CS= 5. Fabriquée par usinage au tour ; -L axe : CS= 5. Lui aussi usiné a tour. -La fixation mural : CS=5. Un plat de de tôle sera plié et percé. Le bras lui est en alliage 6063-T6 car il est soumit à un grand moment de flexion. CS=5,5. Il est fabriqué par usinage. 8

9 Finalement, le chariot et la douille sont en Titane, car aucun autre type de matériau ne permettait aux pièces de résister aux contraintes. Le chariot est tout de même optimiser pour atteindre un CS de 5, mais pas la douille qui atteint seulement un CS de 1.5. Le premier est obtenue par pliage et perçage, le second par découpage d un tube. c) Assemblage et estimation du coût J ai réalisé l assemblage de mes composants grâce à différentes liaisons : J ai ainsi fait une estimation du poids totale de ma partie qui sera de 3,113kg. En prenant en compte les différents types de matériaux, j'obtiens un coûts de production brut de 32,97. 9

10 IV- ABOUTISSEMENT Nous avons finalement réalisés un assemblage de nos trois parties. Cela nous nous a permit d'observer que le support serait stable car le cycle ce situe bien dans le triangle d'équilibre du trépied et que les pédales du vélo ne touchaient pas le support. De mon côté, toute les pièce n'ont pas un CS de 5 pour une masse de 25kg appliquée sur le support, ce qui est un échec dans la conception. Le démontage du support est cependant possible en vue d'un rangement dans une valisette car beaucoup d'élément sont liés par des liaisons encastrement démontable, comme avec des vis ou des goupilles. De plus sa hauteur est de seulement 1m80. 10