4 ème année INSA TP Modélisation. TP n 7 : moyeu Nexus. Objectif : analyser le moyeu de vélo Nexus.

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1 4 ème année INSA TP Modélisation TP n 7 : moyeu Nexus Objectif : analyser le moyeu de vélo Nexus.

2 TP n 7 : moyeu Nexus Plan du dossier : 1 Informations générales (15 ) 1.1 Mise en situation 1.2 Fonctions de service du moyeu Nexus 1.3 Détails du moyeu Nexus 1.4 Rappel sur la modélisation des liaisons mécaniques 1.5 Rappel sur la formule de Willis 2. Travail demandé 2.1 Démontage (20 ) 2.2 Schématisation (40 ) 2.3 Exploitation (60 ) 2.4 Remontage (15 )

3 1 Informations générales 1.1 Mise en situation Lors des courses cyclistes, un des organes de la bicyclette les plus étudiés est certainement le système de changement de vitesses afin de l adapter aux conditions de courses (choix des plateaux et pignons). Ce système de changement de vitesses utilisant un dérailleur s est peu à peu amélioré en efficacité offrant de nos jours une grande fiabilité dans le passage des vitesses. Devant les usages multiples de la bicyclette, le système NEXUS s inscrit dans cette continuité historique du système de changement de vitesse pour répondre à une clientèle plus préoccupée par le confort d utilisation de leur bicyclette que par la performance sportive. Depuis plusieurs années déjà la société SHIMANO développe une gamme d équipement de bicyclette NEXUS destinée à un usage citadin. Sur ce type de composants, le système de changement de vitesses est intégré au moyeu arrière, ce qui offre un grand confort d utilisation par rapport au système traditionnel (pignons / plateaux /dérailleur). Les points mis en avant par la société SHIMANO pour son système NEXUS sont : Plus de saut de chaîne (1 plateau / 1 pignon) Possibilité de caractériser la chaîne. Possibilité de passer les vitesses à l arrêt. Transmission robuste et de faible entretien. L entretien est fortement diminué puisque le graissage est assuré à vie et qu aucun organe sensible n est exposé aux corps étrangers (poussières, eau...) ou aux chocs. La caractérisation possible de l ensemble plateau chaîne pignon d entrée du système NEXUS, permet de diminuer encore l entretien et d apporter une protection pour l utilisateur. De plus, la robustesse du train à planétaire réalisant la transmission du pignon à la roue arrière assure la longévité du mécanisme. L autre particularité du système NEXUS est d intégrer la fonction freinage dans ce même moyeu qui se concrétise par un frein à rouleaux robuste et progressif gardant les mêmes performances par tout temps (Etanchéité des éléments de friction).

4 1.2 Fonctions de service du moyeu Nexus Le diagramme des interacteurs ci-dessous met en évidence les fonctions de service auxquelles doit répondre le système, dans sa phase d utilisation, vis à vis des éléments qui lui sont extérieurs. Le tableau de caractérisation des fonctions de service permet de mettre en évidence les principaux critères d appréciations pris en compte.

5 1.3 Détails du moyeu Nexus Plan d un modèle approché

6 Schéma cinématique RL RL RL RL RL RL RL Roues libres à rouleaux RL RL RL Roues libres à cliquets associées à la douille de choix des vitesses Satellite : 30 ; 19 ; 13 dents Planétaires : 30 ; 39 ; 45 dents (la couronne a 78 dents) Roue dentée à chaîne : 16 dents (le pédalier a 33 dents)

7 1.4 Rappel sur la modélisation des liaisons mécaniques

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9 1.5 Rappel sur la formule de Willis La formule de Willis donne la relation entre les 3 vitesses de rotations en fonction du nombre de dents. Cette formule peut être facilement retrouvée en écrivant la relation du rapport des vitesses relatives au porte satellite car cela correspond alors à l écriture de la relation pour un train simple. (ω n - ω e ) / (ω o - ω e ) = (-1) ce. (Z o. Z n-s ) / (Z o-s. Z n ) ce : représente le nombre de contacts extérieurs Exemple : Train épicycloïdal avec une roue n à denture intérieure Z o et Z o-s Z n et Z n-s ω n ω o ω e Exemple : Train épicycloïdal avec une roue n à denture extérieure Z n et Z n-s Z o et Z o-s ω n ω o ω e