DEVOIR DE CONTRÔLE N 2

Transcription

1 LABORATOIRE DE TEHNOLOGIE DE KORBA DEVOIR DE ONTRÔLE N 2 4 ème Sciences Technique 1 Pour la Date de : 05 Février 2014 Durée : 2 Heures Proposé par M r Ben Abdallah Marouan SYSTÈME D ÉTUDE : ÉMETTEUR TERRESTRE (SUPPORT ORIENTABLE) ÉMETTEUR TERRESTRE SUPPORT ORIENTABLE RÉDUTEUR DE VITESSE Année Scolaire

2 Dossier Technique I- PRÉSENTATION GÉNÉRALE DU SYSTÈME : I.1- LA DIFFUSION HERTZIENNE : La diffusion hertzienne pose des problèmes de réception si l antenne et l émetteur sont séparés par un obstacle (exemple : montagne), la télédistribution évite donc ce genre de problème. I.2- LA TÉLÉDISTRIBUTION : La télédistribution consiste à émettre des signaux radioélectriques relayés par un satellite en orbite géostationnaire autour de la terre (voir schéma ci-dessous). SATELLITE REÉMETTEUR ANTENNE PARABOLIQUE MONTAGNE ANTENNE TNT ÉMETTEUR TERRESTRE SUPPORT ORIENTABLE RÉDUTEUR DE VITESSE L évolution des caractéristiques des satellites va permettre de mettre à la disposition de tous, ce moyen de diffusion encore onéreux à l heure actuelle. En effet, la réception nécessite une antenne parabolique et une électronique adaptée. II- ANTENNE PARABOLIQUE : La télédistribution impose que le émetteur Terrestre possède un support orientable pour émettre les émissions. et émetteur doit être motorisée afin de pouvoir se pointer sur les différents satellites réémetteurs. L émetteur est monté en liaison verticale sur un support orientable. L orientation de ce support dans le plan horizontal non étudié. Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 1/4 ÉMETTEUR TERRESTRE (SUPPORT ORIENTABLE) Laboratoire de Technologie de KORBA Proposé par M rs Ben Abdallah Marouan

3 Dossier Technique III- SHÉMA STRUTUREL DE RÉGULATION DE POSITION Vref F1 +Vcc θc max θ c + - -Vcc Vc θc min Vc 1k Ω 1k Ω 1k Ω +Vcc + - -Vcc 1k Ω F2 ε +Vcc R -Vcc R=1kΩ F3 αr 1k Ω V 1 D1 D2 Sens 1 T1 M T2 Sens 2 220v 220v F4 F5 1k Ω +Vcc - + 1k Ω F6 +Vcc - + V ref θs max θ s θs min V 2 -Vcc Vs -Vcc V s IV- ARATÉRISTIQUES DU MOTEUR M Le moteur M est un moteur à courant continu à excitation indépendante, possède les caractéristiques nominales suivantes: La résistance de l'induit d'un moteur à courant continu à excitation indépendante est R = 1 Ω Essai à vide : Tension d'alimentation de l'induit Uo = 200V Intensité du courant dans l'induit Io = 2A Intensité du courant dans l'inducteur i = 0,5 A Essai en charge nominale : Tension d'alimentation de l'induit U = 200V, de l'inducteur u = 180V Intensité du courant dans l'induit I = 14A Intensité du courant dans l'inducteur i = 0,5A Vitesse nominale n = 1200tr/min Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 2/4 ÉMETTEUR TERRESTRE (SUPPORT ORIENTABLE) Laboratoire de Technologie de KORBA Proposé par M rs Ben Abdallah Marouan

4 Dossier Technique V- RÉDUTEUR DE VITESSE : 13 2 lavette parallèle forme A 37 1 Arbre de sortie 12 1 Arbre 32 1 Pignon 11 1 Poulie réceptrice 30 1 Roue 10 5 Poulie motrice 28 1 Roue Z 28 = 40 dents 09 5 Rondelle d appui 25 1 Pignon Z 25 = 12 dents 08 1 Vis H 21 1 Bague 07 1 lavette parallèle forme A 20 1 Flasque 06 1 Bague 19 1 Bâti 05 1 Roulement B 18 1 Roulement 04 1 Arbre d entrée 17 1 Joint d étanchéité 03 1 Vis de pression 16 1 Bâti 02 2 Manchon 15 1 ourroie crantée 01 1 Arbre moteur 14 1 Anneau élastique Rp Nb Désignation Rp Nb Désignation Laboratoire de Technologie «Lycée KORBA» Devoir de ontrôle N 2 ( ) RÉDUTEUR DE VITESSE Échelle 1:2 Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 3/4 ÉMETTEUR TERRESTRE (SUPPORT ORIENTABLE) Laboratoire de Technologie de KORBA Proposé par M rs Ben Abdallah Marouan

5 VI- LES OMPOSANTS NORMALISÉS: lavettes parallèles ordinaires (NF E ) a d k j b Dossier Technique d a b j k 12 à d-2.5 d à d-3 d à d-3.5 d à d-4 d+3.3 Vis d assemblage à Tête hexagonale (Symbole : H) (NF E ) a d x l l - x b d Pas 0,8 1 1,25 1,5 1, ,5 a b 3,5 4 5,5 6,4 7,5 8, ,5 Rondelle d appui (NF E ) Anneaux élastiques «irclips» A B d (Diamètre nominal) A B d Série Finition Z M L LL N , ,5 Pour arbre (NF E ) Pour alésage (NF E ) d e c l g ,1 13, ,2 1,1 14, ,4 1,1 15, ,6 1,1 16,2 18 1,2 26,8 1, ,2 29 1, ,2 34,8 1,3 23,9 30 1,5 41 1,6 28,6 35 1,5 47,2 1, , ,85 37,5 D E L G 30 1,2 19,4 1,3 31,4 32 1,2 20,2 1,3 33,7 35 1,5 23,2 1, ,75 27,4 1,85 42,5 45 1,75 31,6 1,85 47,2 47 1,75 33,2 1,85 49, ,6 2, ,4 2, ,4 2,15 63 Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 4/4 ÉMETTEUR TERRESTRE (SUPPORT ORIENTABLE) Laboratoire de Technologie de KORBA Proposé par M rs Ben Abdallah Marouan

6 LABORATOIRE MÉANIQUE DE KORBA SYSTÈME D ÉTUDE : ÉMETTEUR TERRESTRE (SUPPORT ORIENTABLE) Pour la Date de : 05 Février 2014 (4 ème Sciences Techniques 1) Proposé par M r Ben Abdallah Marouan Nom & Prénom : N... lasse : 4 ème Sciences Techniques 1 Note : / 20 (Aucun document n est autorisé. Les calculatrices sont autorisées)

7 Nom & Prénom N :..... lasse: 4 ScT1 I- ANALYSE DE FONTIONNEMENT: (4 Points) I.1- SHÉMA INÉMATIQUE : En se référant au dessin d ensemble «Réducteur de vitesse» compléter le schéma cinématique suivant : - Inscrire les repères des pièces manquants; - Dans l emplacement prévu ; représenter les symboles des liaisons cinématiques correspond; - ompléter la représentation des pignons (25) et (32). /1,25 PTS 25? 32 B A Moteur? I.2- ETUDE FONTIONNELLE : Remplir le tableau suivant en indiquant le nom des bloques suivant : Bloque A B Nom I.3- OTATION FONTIONNELLE : I.3.a- Donner l'utilité de chaque condition: J A : ; J B : ; /0,75 PT /2 PTS I.3.b- Tracer les chaînes des cotes relatives aux conditions J A et J B. Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 1/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable)

8 Nom & Prénom N :..... lasse: 4 ScT1 II- TRANSMISSION DE MOUVEMENT: (6 Points) Le but de cette partie est de effectuer le choix du moteur le mieux adapté: Schéma synoptique de la transmission de puissance du plateau tournant Moteur Poulies courroie (10-11) Engrenage (28-25) Engrenage (32-30) Arbre de sortie (37) II.1- alculer le rapport r : η 1 = 0,9 r 1 =15/31 η 2 = 0.8 r 2 = 1/5 NB: Toutes les roues dentées sont de même module m = 2mm N 37 = 180 tr/min t 37 =12,6 Nm /1 PT r = II.2- alculer les nombres des dents de pignon (32) et la roue (30) noté : Z 32 et Z 30 sachant que a = 120 mm On prendra : r = 2/3 /2 PTs Z 32 = Z 30 = II.3- alculer le rapport global r g du réducteur et en déduire la vitesse de rotation du moteur N m : /1 PT r g = N m = II.4- alculer la puissance de l arbre de sortie (37) noté P 37 : /0,5 PT P 37 = II.5- alculer le rondement globale η g de réducteur et en déduire la puissance de moteur noté P m : /1 PT P m = II.6- Effectuer le choix du moteur le mieux adapté à partir de la documentation constructeur suivant : Moteur Moteur1 Moteur2 Moteur3 Nm [tr/min] Pm [w] /0,5 PT Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 2/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable)

9 Nom & Prénom N :..... lasse: 4 ScT1 III- ETUDE DE FLEXION PLANE SIMPLE : (5 Points) L arbre de sortie (29) est assimilé à une poutre cylindrique de d=11 mm. La poutre AD (Voir figure 1) est sollicitée à la flexion plane simple sous l action des charges localisées et de la charge uniformément répartie, de taux de charge q=20 N/mm. II.1- Déterminer les actions aux points : et D : R r et R r D Y A Figure 1 R 30mm B 20mm 40mm + D R D /1 PTS X R r D = R r = II.2- alculer et tracer le diagramme de moments de flexion le long de la poutre AD On prendra : R r = 1125 N et R r = 525 N /3 PTs D Mf (Nmm) Echelle : 1 mm 500 Nmm II.3- Déterminer le coefficient de sécurité "s Maxi " du matériau: A B M r fz = 21 Nm et Re = 400 MPa /1 PT Maxi D x (mm) s Maxi = Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 3/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable)

10 Nom & Prénom N :..... lasse: 4 ScT1 IV- ETUDE DE SOLUTION ONSTRUTIVE: (Voir Dossier Technique) (5 Points) IV.1- ompléter le montage de roulements en assurant les obstacles nécessaires. IV.2- Assurer l encastrement de la roue (30) sur l arbre (37). IV.3- Inscrire sur le dessin les ajustements nécessaires au montage des roulements (R 1 ) et (R 2 ). /2,5 PTS /2 PTS /0,5 PT Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 4/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable)

11 LABORATOIRE MÉANIQUE DE KORBA SYSTÈME D ÉTUDE : ÉMETTEUR TERRESTRE (SUPPORT ORIENTABLE) Pour la Date de : 05 Février 2014 (4 ème Sciences Techniques 1) r Proposé par M Ben Abdallah Marouan Nom & Prénom : N... lasse : 4 ème Sciences Techniques 1 Note : / 20 (Aucun document n est autorisé. Les calculatrices sont autorisées)

12 orrection I- ANALYSE DE FONTIONNEMENT: (4 Points) I.1- SHÉMA INÉMATIQUE : En se référant au dessin d ensemble «Réducteur de vitesse» compléter le schéma cinématique suivant : - Inscrire les repères des pièces manquants; - Dans l emplacement prévu ; représenter les symboles des liaisons cinématiques correspond; - ompléter la représentation des pignons (25) et (32). /1,25 PTS 25? B A 32 10? 28 Moteur I.2- ETUDE FONTIONNELLE : Remplir le tableau suivant en indiquant le nom des bloques suivant : Bloque A B Nom Accouplement rigide Système Poulie ourroie Système d'engrenage I.3- OTATION FONTIONNELLE : I.3.a- Donner l'utilité de chaque condition: J A : Retrait: Pour évité le contact entre 12 tournant et 16 fixe ; J B B : Retrait: Pour assurer le serrage de 25/ ; /0,75 PT /2 PTS I.3.b- Tracer les chaînes des cotes relatives aux conditions J A et J B B. Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 1/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable)

13 orrection II- TRANSMISSION DE MOUVEMENT: (6 Points) Le but de cette partie est de effectuer le choix du moteur le mieux adapté: Schéma synoptique de la transmission de puissance du plateau tournant Moteur Poulies courroie (10-11) Engrenage (28-25) Engrenage (32-30) Arbre de sortie (37) II.1- alculer le rapport r : η 1 = 0,9 r 1 =15/31 η 2 = 0.8 r 2 = 1/5 NB: Toutes les roues dentées sont de même module m = 2mm N 37 = 180 tr/min t 37 =12,6 Nm /1 PT On a r 2 = r x r32-30 r = r 2 / r avec r = Z 25/Z28 = 12/40 = 3/10 r = (1/5). (10/3) = 2/3 r =. 2/3.. II.2- alculer les nombres des dents de pignon (32) et la roue (30) noté : Z32 et Z30 sachant que a = 120 mm On prendra : r = 2/3 /2 PTs On a a = m.(z32 + Z 30)/2 et r = Z 32/Z 30 = 2/3 Avec m=2 a = Z 32 + Z 30 et Z 30 = (3/2). Z32 a = Z 32 + (3/2).Z 32 = (5/2).Z 32 Z 32 = (2/5). a = (2/5). 120 = 48 dents Z 32 =. 48 dents. Z 30 = (3/2). Z 32 = (3/2). 48 = 72 dents Z 30 =. 72 dents II.3- alculer le rapport global r g du réducteur et en déduire la vitesse de rotation du moteur N : m /1 PT Le rapport globale rg = r.r 1 2 = (15/31).(1/5) = 3/31 r g = 3/ rg = N 37 /Nm Nm = N 37 /rg = 180/(3/31)= /3=1860 tr/min II.4- alculer la puissance de l arbre de sortie (37) noté P : 37 N m =1860 tr/min /0,5 PT P 37 = t 37. W 37 avec W 37 = 180. π/30 P 37 = t π/30 = 237 W P 37 =. 237 W. II.5- alculer le rondement globale η g de réducteur et en déduire la puissance de moteur noté P : m /1 PT η g =η 1.η 2 et Pm = P 37 /η g Pm = P 37 /(η 1.η 2 ) Pm = 237 / (0,9. 0,8) = 329 W P m = W... II.6- Effectuer le choix du moteur le mieux adapté à partir de la documentation constructeur suivant : Moteur Moteur1 Moteur2 Moteur3 Nm [tr/min] Pm [w] Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 2/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable) /0,5 PT

14 orrection III- ETUDE DE FLEXION PLANE SIMPLE : (5 Points) L arbre de sortie (29) est assimilé à une poutre Figure 1 cylindrique de d=11 mm. Y La poutre AD (Voir figure 1) est sollicitée à la flexion plane R + A 30mm B 20mm 40mm D simple sous l action des charges localisées et de la charge uniformément répartie, de taux de charge q=20 N/mm. R D II.1- Déterminer les actions aux points : et D : R et /1 PTS R D X A l'équilibre statique PFS R = R D + Q Avec Q = q. AB = = 600N Et Q ((AB/2) + B) = R D.D R D = Q ((AB/2) + B)/D = /40 = 525 N R = R D + Q = = 1125 N R r D = 525 N. R r = 1125 N II.2- alculer et tracer le diagramme de moments de flexion le long de la poutre AD On prendra : R r = 1125 N et R r = 525 N /3 PTs D Zone (AB) 0 x 30 Mfz(x) = Q x.(x/2) avec Q x = x.q Mfz(x) = q.x.(x/2) = (q/2) x 2 = 10.x 2 Mfz(0) = 0Nmm et Mfz(30) = 9000Nmm ;point extremum Mf'z(x) = 0 20.x=0 x=0 Mfz(0)=0Nmm Zone (B) 30 x 50 Mfz(x) = - R.(A - x) + R D.(AD - x) = (RD - R).x R. A + R D. AD Mfz(x) = 600.x 9000 Mfz(30) = 9000Nmm et Mfz(50) = 21000Nmm Zone (D) 50 x 90 Mf (Nmm) Echelle : 1 mm 500 Nmm Mfz(x) = R D. (AD x) = - R D. x + R D. AD Mfz(x) = -525.x Mfz(50) = Nmm et Mfz(90) = 0 Nmm 9000 x (mm) II.3- Déterminer le coefficient de sécurité "s Maxi " du matériau: A D B M r fz = 21 Nm et Re = 400 MPa /1 PT Maxi ondition de résistance σ Maxi Rpe avec Rpe = Re/s s Re/σ Maxi s Maxi = Re/σ Maxi avec σ Maxi = Mfz Maxi/( I Gz /v) Avec I Gz /v = π.d 3 /6 = π.11 3 /6 = 696 mm 3 s Maxi = /21000 = 13,25 s Maxi = 13,25... Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 3/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable)

15 orrection IV- ETUDE DE SOLUTION ONSTRUTIVE: (Voir Dossier Technique) (5 Points) IV.1- ompléter le montage de roulements en assurant les obstacles nécessaires. IV.2- Assurer l encastrement de la roue (30) sur l arbre (37). /2,5 PTS /2 PTS IV.3- Inscrire sur le dessin les ajustements nécessaires au montage des roulements (R 1) et (R2). /0,5 PT Devoir de ontrôle N 2 ( ) Page 4/4 Émetteur Terrestre (Support Orientable)