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المعهد العالي للّدراسات التكنولوجية بجربة Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Djerba

Département Génie Mécanique

Préparé par : KHALFALLAH Jamil Année universitaire : 2015-2016

KHALFALLAH Jamil

*

Préparé par : KHALFALLAH Jamil Année

universitaire : 2015-2016

Préparé par : KHALFALLAH Jamil

Année universitaire : 2015-2016

TRAVAUX DIRIGES DE

TECHNOLOGIES DE CONSTRUCTION II Niveau : première année Licence Génie Mécanique

ISET de Djerba Technologie de construction II

KHALFALLAH Jamil

SOMMAIRE TD1 : ACCOUPLEMENT PERMANENT ........................................................................................................................... 1

Exercice 1 ................................................................................................................................................................... 1 Exercice 2 ................................................................................................................................................................... 1

TD2 : EMBRAYAGE FREIN ............................................................................................................................................ 2

Exercice 1 ................................................................................................................................................................... 2 Exercice 2 ................................................................................................................................................................... 3 Exercice 3 ................................................................................................................................................................... 4

TD3 : MOTOPOMPE ..................................................................................................................................................... 8

Description fonctionnelle : ......................................................................................................................................... 8 PARTIE1. ETUDE DE LA TRANSMISSION PAR COURROIE ............................................................................................................... 9 PARTIE2. ETUDE DE L’EMBRAYAGE ...................................................................................................................................... 10

TD 4 : SYSTEME D'ENTRAINEMENT D’UNE PRESSE .................................................................................................... 11

Description fonctionnelle : ....................................................................................................................................... 11 PARTIE1. ETUDE DE LA TRANSMISSION PAR COURROIE ............................................................................................................. 13 PARTIE1. ETUDE DE LA TRANSMISSION PAR ENGRENAGE .......................................................................................................... 13 PARTIE1. ETUDE DU FREIN ET DE L’EMBRAYAGE ..................................................................................................................... 13

TD 5 : PALAN ELECTRIQUE ......................................................................................................................................... 15

Mise en situation ..................................................................................................................................................... 15 Travail demandé ...................................................................................................................................................... 15

TD 6 : VALIDEUR DE TITRE DE TRANSPORT [2] ........................................................................................................... 18

Mise en situation : ................................................................................................................................................... 18 Travail demandé ...................................................................................................................................................... 21

CORRIGES ........................................................................................................................................................ 23

TD1 : ACCOUPLEMENT PERMANENT ......................................................................................................................... 24

Exercice 1 ................................................................................................................................................................. 24 Exercice 2 ................................................................................................................................................................. 24

TD2 : EMBRAYAGE FREIN .......................................................................................................................................... 25

Exercice 1 ................................................................................................................................................................. 25 Exercice 2 ................................................................................................................................................................. 25 Exercice 3 ................................................................................................................................................................. 25

TD3 : MOTOPOMPE ................................................................................................................................................... 26

PARTIE1. ETUDE DE LA TRANSMISSION PAR COURROIE ............................................................................................................. 26 PARTIE2. ETUDE DE L’EMBRAYAGE ...................................................................................................................................... 27

TD 4 : SYSTEME D'ENTRAINEMENT D’UNE PRESSE .................................................................................................... 28

PARTIE3. ETUDE DE LA TRANSMISSION PAR COURROIE ............................................................................................................. 28 PARTIE4. ETUDE DE LA TRANSMISSION PAR ENGRENAGE .......................................................................................................... 30 PARTIE5. ETUDE DU FREIN ET DE L’EMBRAYAGE ..................................................................................................................... 31

TD 5 : PALAN ELECTRIQUE ......................................................................................................................................... 32

TD 6 : VALIDEUR DE TITRE DE TRANSPORT ................................................................................................................ 33

BIBLIOGRAPHIE ......................................................................................................................................................... 36


1

TD1 : Accouplement permanent

Exercice 1

Un accouplement rigide à plateaux permet la transmission d’une puissance de 12 KW à la fréquence de rotation N= 1500 tr/min d’un arbre (1) vers un arbre (11). Si la contrainte admissible au cisaillement du matériau des vis (3) est de 50 MPa, vérifier leurs résistances.

Ech : 1:1

12 1 Plateau récepteur

11 1 Arbre récepteur

3 3 Vis

2 1 Plateau Moteur

1 1 Arbre moteur

Rep Nb Désignation

Figure 1 : Accouplement rigide à plateaux

Exercice 2

Un accouplement 3 à deux goupilles 4 et 5 permet la transmission de puissance d’un arbre 1 vers un arbre 2. Le couple maximal à transmettre est de 300 N.m, le diamètre des arbres est de 40 mm. Si la contrainte admissible au cisaillement du matériau des goupilles est de 300 MPa, déterminer leur diamètre d.

Figure 2 : Manchon à goupilles


2

TD2 : Embrayage frein

Exercice 1

L'embrayage frein proposé par le dessin d'ensemble de la figure est destiné à accoupler un moteur réducteur (arbre moteur (1)) avec le tambour (12) d’un tapie roulant, et à permettre l'arrêt en rotation immédiat de ce dernier. La commande de l’embrayage frein est de type pneumatique (air comprimé) via les deux orifices A et B. Le dessin est donné à l’échelle 1/2 , les mesures nécessaires seront prises sur le dessin d’ensemble.

- le cœfficient de frottement statique pour la phase d'embrayage et freinage : f = 0,4. - La vitesse de rotation du tambour N = 200 Tr/min. - La puissance à transmettre P = 2277 W.

Figure 3 : Dessin d’ensemble


3

10 4 J oint torique 20 1 Écrou H

9 1 Piston 19 4 Vis à tête fraisé

8 2 Coussinet 18 2 Garniture

7 1 Cage 17 1 Arbre récepteur

6 1 Support 16 1 Joint plat

5 1 Disque 15 1 Rondelle

4 1 Plateau moteur 14 1 Écrou à encoche

3 1 Bâti 13 2 Clavette

2 1 Rondelle d'appui 12 1 Tambour

1 1 Arbre Moteur 11 1 Couvercle

Rp Nb Désignation Rp Nb Désignation

1. Donner le type de l'embrayage et du frein relatifs à ce système

2. Spécifier pour chaque situation suivante la phase de fonctionnement correspondante :

Orifice A alimenté en air comprimé:

Orifice B alimenté en air comprimé:

3. Calculer le couple à transmettre par l’arbre (17).

4. On suppose que le couple d’adhérence pour la phase d’embrayage est au moins égale au couple transmis,

a. Calculer la force normale permettant l'adhérence pour la phase d’embrayage

b. Calculer la pression de l’air comprimé pour embrayer.

5. La pression de l’air comprimé p = 6 bar = 0,6 N/mm2

a. Calculer la force normale permettant l'adhérence pour la phase de freinage

b. Calculer le couple de freinage.

Exercice 2

L'embrayage frein proposé par le dessin d'ensemble de la figure 4 est destiné à accoupler la poulie motrice (2) avec le pignon récepteur (9), et à permettre l'arrêt en rotation immédiat de ce dernier dès que l'accouplement est désactivé. La fonction « embrayage » est de type « mixte » (deux frictions simultanées : acier sur acier et ferodo sur acier). La fonction frein est réalisée par contact ferodo acier. Dans ce qui suit, nous allons admettre les hypothèses suivantes :

La répartition des pressions est uniforme pour les deux fonctions « embrayage » et « frein » ;

Pour la fonction « embrayage », le coefficient de frottement moyen est f=0,25 ;

Pour la fonction « frein », le coefficient de frottement est f=0,4 ;


4

Le dessin est donné à l’échelle 0,7, les mesures nécessaires seront prises sur le dessin d’ensemble.


1. Donner la fonction du ressort 5

2. Calculer l’effort presseur des ressorts nécessaire pour arrêter un couple de 5 N.m

3. Calculer la force d’attraction magnétique nécessaire pour transmettre un couple de 5 N.m

Exercice 3

On se propose d'étudier le système d'entraînement d’une machine via un embrayage frein. Les figures 5 et 6 représentent respectivement le dessin en perspective et le dessin d’ensemble du système. Description fonctionnelle : Entraînée en rotation par un moteur et une courroie, la poulie (12) transmet le mouvement de rotation à travers l'embrayage vers le pignon (6). Le système à étudier comporte :

- un mécanisme de transmission par poulies-courroie,


5

- un système d'embrayage, - un système de freinage,

L’utilisateur utilise un levier (21), la fourche (15) et la couronne (14) pour freiner. Le levier de commande (21) peut occuper deux positions :

- une position pour la phase d'embrayage, - une position pour la phase de freinage.

On donne:

- vitesse de rotation de l’arbre (18) : 750 tr/min. - puissance mécanique sur l’arbre (18): Pm= 2,4 Kw, - cœfficient de frottement statique pour la Phase d'embrayage : = 0,4. - cœfficient de frottement statique pour la Phase freinage : = 0,2. - Raideur du ressort (11) : 300 N/mm.

Figure 5 : Dessin en perspective


6



7

14 1 Couronne

13 1 Couvercle 27 1 Garniture

12 1 Poulie 26 3 Vis M5 x 25

11 1 Ressort 25 1 Ecrou M14

10 1 Couvercle 24 2 Vis

9 1 Corps 23 1 Goupille

8 1 Plateau 22 1 Goupille

7 1 Butée 21 1 Tige

6 1 Pignon 20 3 Vis M4 x 12

5 1 Bague 19 1 Rondelle élastique

4 1 Anneaux élastique 20 x 1,2 18 1 Arbre

3 1 Roulement 4204 17 1 Clavette

2 1 Roulement 6206 16 1 Clavette

1 1 Roulement 6006 15 1 Fourche

Rp Nb Désignation Rp Nb Désignation

1. Donner le type de l'embrayage et du frein relatifs à ce système.

2. Calculer le couple à transmettre par cet arbre vers le pignon (6).


a. Calculer la force Normale permettant l'adhérence pour la phase d’embrayage :

b. En déduire la compression du ressort pendant la phase de freinage

4. Calculer le couple de freinage sachant que A = 100 N.


8

TD3 : Motopompe

On se propose d'étudier une motopompe volumétrique destinée pour pomper de l’eau. La pompe est entrainée par un moteur électrique

Description fonctionnelle :

Grace à son mouvement de translation alternatif le piston (42) aspire l’eau via le clapet (46) et la refoule via le clapet (47). La manivelle (31) est entraînée en rotation par un moteur et une courroie, la poulie (05) transmet le mouvement de rotation à travers l'embrayage multidisque vers la poulie(25).



9

Figure 8 : Schéma cinématique

Partie1. Etude de la transmission par courroie

On désire concevoir la transmission par poulies et courroie relative au système On donne pour cette partie :

- la fréquence de rotation du moteur : Nm= 1909,86 Tr/min, - puissance mécanique sur l'arbre moteur : Pm= 1,44 K W, - diamètre primitif de la poulie motrice( 5) : dp=100 mm, - diamètre primitif de la poulie réceptrice (25) : Dp=100 mm, - le coefficient de service de la courroie : Ks = 1,4, - L’entraxe entre les deux poulies : a = 158 mm.

1. Préciser, d’après le dessin d’ensemble, le type de la courroie réalisant le premier étage de


10

réduction de vitesse.

2. Préciser un avantage et un inconvénient de ce type de courroie par rapport à une courroie plate.

3. calculer la puissance de service relative à la transmission et préciser la section de la courroie.

4. Déterminer la longueur de la courroie.

5. Calculer la vitesse linéaire de la courroie et déterminer la puissance de base Pb.

6. Sachant que Kθ = 1 calculer le nombre de courroies de section A (nc ) nécessaire pour la transmission.

7. Sachant que le rendement mécanique de la courroie 𝜂𝑐= 0,98, calculer la puissance P31 sur la manivelle (31).

Partie2. Etude de l’embrayage

On donne pour cette partie : - La puissance du moteur : Pm =1,44 KW - La vitesse de rotation du moteur Nm = 1909,86 tr/min - le cœfficient de frottement statique pour la phase d'embrayage : f = 0,4. - le rayon maximal de la surface de frottement : R = 0,056 m, - rayon minimal de la surface de frottement : r = 0,03 m ,

1. Quel est l’avantage de ce type d’embrayage (à friction) ?

2. Par quoi est commandé cet embrayage.


Calculer la force normale permettant l'adhérence pour la phase d’embrayage


11

TD 4 : Système d'entraînement d’une presse

On se propose d'étudier le système d'entraînement d’une presse utilisée pour découper du papier cartonné.

Description fonctionnelle :

Entraînée en rotation par un moteur et une courroie, la poulie (2) transmet le mouvement de rotation à travers l'embrayage vers le volant (23), en passant par une double réduction de vitesse : par poulies-courroie et par engrenage. Embrayage : Le système de commande déplace l’armature mobile (32) qui vient s’appliquer contre la garniture (30). Le mouvement de la poulie (2) est alors transmis à l’arbre (6). Freinage : La bobine (33) n’étant pas alimentée, l’armature (32) est repoussée par quatre ressorts (11) et la garniture (29) vient s’appuyer sur le plateau fixe (28) pour freiner le système.


Figure 10 : Presse

2

21

15

6

33

11

32


12



13


On donne pour cette partie : - la fréquence de rotation du moteur : Nm= 1440 Tr/min, - puissance mécanique sur l'arbre moteur : Pm= 880 W, - diamètre primitif de la poulie motrice : dp=85 mm, - diamètre primitif de la poulie réceptrice (2) : Dp=112 mm, - La machine travaille de (6 à 16 h/jour) et la transmission est avec légers coups et chocs

modérés. 1. Vérifier qu’il faut choisir une courroie avec une section de type A.

2. Calculer l’entraxe a’

3. Déterminer la longueur primitive calculée de la courroie : 𝑳′𝒑

4. Choisir la longueur primitive indicative de la courroie : 𝑳𝒑

5. Vérifier que l’entraxe corrigé a = 194,89 mm.

6. Calculer le nombre nécessaire de courroies 𝒏𝒄

7. Sachant que le rendement mécanique de la courroie η = 0,98, calculer la puissance P6 sur l’arbre(6).

8. Calculer la vitesse de rotation de l’arbre (6).

Partie2. Etude de la transmission par engrenage

On donne pour cette partie :

- le pignon (21) et le volant (23) ont des dentures droites - l’angle de contact entre le pignon (21) et le volant (23) : α= 20°, - la résistance pratique des matériaux des deux roues dentées : Rpe = 42 MPa,

1. Citer un inconvénient de ce type de denture.

2. Calculer L’effort tangentiel Ft et l’effort radial Fr appliqués par le pignon (21) sur le volant (23).

3. Sachant que le coefficient de la largeur de denture : k=10,

a. Calculer le module minimal des dentures des roues dentées (21) et (23).

b. Justifier le choix de la valeur de ce module.

4. Calculer le nombre des dents de la roue (21)

Partie3. Etude du frein et de l’embrayage

On donne pour cette partie : - le cœfficient de frottement statique pour la phase d'embrayage et freinage : f = 0,4. - l’effort appliqué par un ressort F = 5 N


14


c. Calculer la force normale permettant l'adhérence pour la phase d’embrayage

d. Calculer la force appliquée par le système de commande Fc pour embrayer.

2. Calculer le couple de freinage.


15

TD 5 : Palan électrique

Mise en situation

Ce réducteur doit assurer la montée et la descente d’une charge de 100 Kg à une petite vitesse de 0,2 m/s, tout en assurant la sécurité des personnes par immobilisation de la charge à l’arrêt par le moteur frein lié à la vis d’entrée. Le mécanisme est décrit par son schéma cinématique ci-dessous (figure 12) et le plan au format A4 (figure 13). Le principe de fonctionnement est le suivant : Le moteur frein lié à la vis sans fin (2) fait tourner cette dernière autour d’un axe perpendiculaire au plan du dessin. Cette vis sans fin entraine en rotation autour d’un axe horizontal la roue creuse (3). Cette roue (3) transmet le mouvement au pignon (15) par l’intermédiaire du moyeu (4) et de l’arbre (6). Ce pignon (15) transmet la puissance par engrenage à la roue (17). Sur cette roue (17) une gorge assure l’enroulement ou le déroulement du filin relié à la charge à monter ou descendre.


Travail demandé

On donne : - le pignon (15) et le tambour (17) ont des dentures hélicoïdales, β=20°, - l’angle de contact entre le pignon (15) et le tambour (17): α= 20°, - le nombre de dents de la roue (3) : Z3=68, - Le nombre de filet de la vis sans fin (2) : n2= 3, - le rendement total du réducteur : η=0,55,

1. Sachant que le module apparent mt = 2,5 Calculer les nombre de dents du pignon (15) et du tambour (17).


16

2. Calculer L’effort axial Fa et l’effort radial Fr appliqués par le pignon (15) et le tambour (17). (on suppose que le diamètre d’enroulement du filini est égal au diamètre primitif de dentures sur le tambour (17)).

3. Calculer la vitesse de rotation du tambour (17).

4. Calculer la vitesse de rotation du pignon(15).

5. Calculer le rapport de transmission total Rt et la vitesse de rotation du moteur électrique

6. Calculer la puissance Ps nécessaire pour soulever la charge.

7. Calculer la puissance Pe du moteur électrique.


17



18

TD 6 : VALIDEUR DE TITRE DE TRANSPORT [2]

Mise en situation :

Ce système technique (figure 14) est installé à bord des véhicules de transport public comme les bus et les tramways. Il contrôle la validité du titre de transport des usagers.

Figure 14 : Valideur

Les titres utilisés (vendus sous la forme de carnets ou de titre individuel) se présentent sous la forme d’un carton de 0,3 mm d’épaisseur revêtu d’une piste magnétique. Cette piste est conçue pour ne pas être démagnétisée par un aimant du commerce.

Figure 15 : Titre de transport

Le mécanisme du valideur est réalisé en deux parties articulées entre elles pour permettre le débourrage rapide de l’appareil (en cas de bourrage du titre par exemple). La partie haute supporte les capteurs optiques d’entrée et de traitement, les têtes de lecture et d’écriture magnétiques hautes et les galets d’entraînement 17. La partie basse (couloir inférieur et platine avant 26) comprend tous les éléments de la partie mécanique nécessaires à l’entraînement du titre de transport : moteur 1, courroie 7, poulies crantées 6 et 12 (non visibles), mécanisme 19, poulie 14, courroie transporteuse 22 ; mais aussi la tête d’impression G, et les galets d’entraînement. La carte électronique (non visible) est située derrière la platine arrière. Le bloc d’alimentation (non visible) se trouve dans la partie basse du valideur.


19

Figure 16 : Mécanisme du valideur

Au cours d’un cycle normal de validation, l’usager insère le titre dans le valideur (bande magnétique vers le haut ou vers le bas) ; le capteur optique d’entrée A détecte le titre, puis celui-ci est entraîné par la courroie transporteuse 22. Le titre est entraîné par le moteur 1 par l’intermédiaire de la courroie transporteuse 22, de la poulie 14 et par l’ensemble poulies/courroie 6, 12 et 7.

Figure 17 : Fonctionnement


20



21

Travail demandé

1. Le système valideur de titre de transport comporte deux transmissions par courroies. Donner le type de chaque courroie ainsi que ces avantages et ces inconvénients.

2. déterminez la vitesse de rotation angulaire de la poulie 14 en tenant compte des hypothèses suivantes :

On suppose qu’il n’y a pas de glissement (patinage) entre la courroie 22 et la poulie 14. La déformation de la courroie 22 est négligée. La vitesse linéaire du titre de transport est égale à 1 m/s et R14 = 10 mm.

Figure 19 : Transmission par courroies


22

3. Déterminez le rapport de vitesse ( r). Les caractéristiques des poulies 12 et 6 sont à relever dans la nomenclature

1/6

1/12

r

4. Sachant que les poulies 12 et 14 sont solidaires du même arbre, déduire des résultats des questions 2 et 3, la vitesse de rotation de la poulie motrice 6 en rad/s.

5. Déterminez la fréquence de rotation de l’axe du moteur 1 notée Nm en tr/min

6. Calculez la puissance de service Ps

Sachant que :

- Facteur de service 8,1sK .

- Moteur : Puissance Pm=100 W 7. Choisissez le type de courroie approprié et déduire la valeur du pas p.

8. Déterminez les diamètres primitifs dp de la poulie motrice et Dp de la poulie réceptrice.

9. Déterminez la longueur de la courroie. (Avec Zc = 100 dents).

10. Déterminer la largeur b de la courroie.


23

Corrigés


24

TD1 : Accouplement permanent

Exercice 1

ω =π. N

30=

π × 1500

30= 157,08 rd/s

C =P

ω=

12000

157,08= 76,4 N. m

𝑑 ≥ 8.𝐶

𝑛𝑏 .𝐷.𝜋 .𝑅𝑝𝑔=

8×76400

3×52×𝜋×50 = 5mm

d = 7mm donc les vis résistent.

Exercice 2

𝑑 ≥ 4.𝐶

𝐷.𝜋 .𝑅𝑝𝑔=

4×300000

40×𝜋×300 = 5,64 mm

d = 6 mm


25

TD2 : Embrayage frein Exercice 1

1. Embrayage par adhérence à surfaces planes.

2. Orifice A alimenté en air comprimé: Freinage

Orifice B alimenté en air comprimé: Embrayage

3. ω =π.N

30=

π×200

30= 20,94 rd/s

C =P

ω=

2277

20,94= 108,72 N. m

4.

a. 𝑁𝑒 =

3

2.𝐶

𝑓 .𝑅

2−𝑟 2

𝑅 3−𝑟

3 =3

2.

108,72

0,4.

0,094 2−0,062

2

0,094 3−0,062

3 = 3436,38 𝑁

b. 𝑝 =𝑁

𝑆=

4.𝑁

𝜋(𝐷𝑒2−𝑑𝑒

2)=

4×3436,38

𝜋(100 2−50

2)= 0,6 𝑁/𝑚𝑚2 = 6 𝑏𝑎𝑟

5.

a. 𝑁𝑓 = 𝑝. 𝑆 =𝑝 .𝜋(𝐷𝑓

2−𝑑𝑓2)

4=

0,6×𝜋×(100 2−64

2)

4= 2780,784 𝑁

b. 𝑐𝑓 =

2

3. 𝑓.𝑁𝑓 .

𝑅𝑓 3 −𝑟𝑓

3

𝑅𝑓 2 −𝑟𝑓

2 =2

3× 0,4 × 2780,784 ×

0,094 3−0,062

3

0,094 2−0,062

2 = 87,98 𝑁.𝑚

Exercice 2

1. ressort presseur donnant l’effort presseur durant la phase de freinage.

2. 𝑁𝑟 =3

2.𝐶𝑓

𝑓1.𝑅𝑓

2−𝑟𝑓2

𝑅𝑓3−𝑟𝑓

3 =3

2.

5

0,4.

0,082 2−0,066

2

0,082 3−0,066

3 = 168,26 𝑁

3. 𝑁𝑓 =3

2.𝐶𝑒

𝑓2.𝑅𝑒

2−𝑟𝑒2

𝑅𝑒3−𝑟𝑒

3 + 𝑁𝑟 =3

2.

5

0,25.

0,075 2−0,055

2

0,075 3−0,055

3 + 168,26 = 473,5 𝑁

Exercice 3

1. Embrayage par adhérence à surfaces planes

Frein par adhérence à surfaces coniques.

2. ω =π.N

30=

π×750

30= 78,54 tr/min

C =P

ω=

2400

78,54= 30,56 N. m

3.

a. 𝑁𝑒 =

3

2.𝐶

𝑓1

.𝑅𝑒

2−𝑟𝑒 2

𝑅𝑒 3 −𝑟𝑒

3 =3

2.

30,56

0,4.

0,060 2−0,035

2

0,060 3−0,035

3 = 1572,01 𝑁

b. ∆𝑥=𝑁𝑒

𝑘=

1572,01

300= 5,24 𝑚𝑚

4. cf =

2

3. f.

A

Sin α.

Rf 3−rf

3

Rf 2−rf

2 =2

3× 0,2 ×

100

Sin (10°)×

0,046 3−0,043

3

0,046 2−0,043

2 = 5,13 N. m


26

TD3 : Motopompe


1. Courroie trapézoïdale.

2. Avantages : stable sur la gorge, possibilité d’utiliser plusieurs courroies….

Inconvénients : entraxe faible, vibration…

3. Ps = Ks.Pm =1,4x1,44 = 2,016 KW

[1]

Section de type A

4. 𝐿𝑝 = 2𝑎 + 1,57. 𝐷𝑝 + 𝑑𝑝 + 𝐷𝑝−𝑑𝑝

2

4.𝑎= 2 × 158 + 1,57 × 100 + 100 +

100−100 2

4×158= 630 𝑚𝑚

5. 𝑉 =𝜋 .𝑁𝑚

30.𝑑𝑝

2=

𝜋×1909,86

30×

0,1

2= 10 𝑚/𝑠

[1]


27

Pb = 2,37 KW

6. KL=0,85

[1]

Pa = KL.Kθ.Pb = 0,85x1x2,37 = 2,0145 KW

𝑛𝑐 =𝑃𝑠𝑃𝑎

=2,016

2,0145= 1

7. 𝑃31 = 𝜂𝑐 .𝑃𝑚 = 0,98 × 1,44 = 1,41 KW

Partie2. Etude de l’embrayage

1. Transmission progressive et silencieuse.

2. Commande électromagnétique.

3. ω =π.N

30=

π×1909,86

30= 200 rd/s

C =P

ω=

1440

200= 7,2 N. m

𝑁𝑒 =

3

2.𝐶

𝑓

.1

𝑛.𝑅𝑒

2 − 𝑟𝑒 2

𝑅𝑒 3 − 𝑟𝑒

3 =3

2×

1

6×

7,2

0,4×

0,056 2 − 0,03

2

0,056 3 − 0,03

3= 67,7 𝑁


28

TD 4 : Système d'entraînement d’une presse

Partie1. &Etude de la transmission par courroie

1. Ks = 1,3

[1]

Ps = Ks.Pm =1,3x880= 1144 W

[1]

Section de type A

2. 𝑎′ =𝐷𝑝+𝑑𝑝

2+ 𝑑𝑝 =

112+85

2+ 85 = 183,5 𝑚𝑚

𝐿′ 𝑝 = 2𝑎 + 1,57. 𝐷𝑝 + 𝑑𝑝 + 𝐷𝑝 − 𝑑𝑝

2

4.𝑎

𝐿′𝑝 = 2 × 183,5 + 1,57 × 112 + 85 + 112 − 85 2

4 × 183,5= 677,28 𝑚𝑚


29

3. Lp = 700 mm.

[1]

4. 2a + 1,57. Dp + dp + Dp−dp

2

4.a= 2 × 194,89 + 1,57 × 112 + 85 +

112−85 2

4×194,89= 700 𝑚𝑚

5. 𝑉 =𝜋 .𝑁𝑚

30.𝑑𝑝

2=

𝜋 .1440

30.

0,085

2= 6,41 𝑚/𝑠

[1]

Il faut appliquer la règle de trois pour calculer la puissance de base Pb

𝑃𝑏 = 2,04 −2,04 − 1,25

10 − 5× 10 − 𝑉 = 2,04 −

2,04 − 1,25

10 − 5× 10 − 6,41 = 1,47 𝐾𝑊


30

KL=0,85

[1]

𝜃 = 180 − 2. 𝑠𝑖𝑛−1 𝐷𝑝 − 𝑑𝑝

2.𝑎 = 180 − 2. 𝑠𝑖𝑛−1

112 − 85

2 × 194,89 = 172,06

Kθ = 0,95

[1]

Pa = KL.Kθ.Pb = 0,85x0,95x1,47 = 1,187 KW

𝑛𝑐 =𝑃𝑠𝑃𝑎

=1,187

1,237= 1

6. 𝑃6 = 𝜂𝑐 .𝑃𝑚 = 0,98 × 880 = 862,4 W

7. 𝑁6 = 𝑁𝑚 .𝑑𝑝

𝐷𝑝= 1440 ×

85

112= 1092,86 𝑡𝑟/𝑚𝑖𝑛

Partie2. Etude de la transmission par engrenage

On donne pour cette partie :

- le pignon (21) et le volant (23) ont des dentures droites - l’angle de contact entre le pignon (21) et le volant (23) : α= 20°, - la résistance pratique des matériaux des deux roues dentées : Rpe = 42 MPa,

1. Bruit et vibration

2. ω =π.N

30=

π×1092,86

30= 114,44 rd/s

C =P

ω=

862,4

114,44= 7,54 N. m

𝐹𝑡 =2.𝐶

𝑑21=

2 × 7540

80= 188,39 𝑁


31

𝐹𝑟 = 𝐹𝑡 . tan 𝛼 = 188,39 × tan 20° = 68,57 𝑁

3.

c. 𝑚 ≥ 𝐹𝑡

𝑘 .𝑅𝑝𝑒=

188,39

10×42= 1,56

m = 2

d. Justifier le choix de la valeur de ce module.

4. 𝑍21 = 𝑑21

2=

80

2= 40

Partie3. Etude du frein et de l’embrayage

1.

a. Ne =

3

2.

C

f

.Re

2−re 2

Re 3 −re

3 =3

2×

7,54

0,4×

0,041 2−0,033

2

0,041 3−0,033

3 = 507,18 N

b. 𝐹𝑐 = Ne + 4.𝐹 = 507,18 + 4 × 5 = 727,18 N

2. cf =

2

3. f. Nf .

Rf 3−rf

3

Rf 2−rf

2 =2

3× 0,4 × 20 ×

0,045 3−0,036

3

0,045 2−0,036

2 = 325,33 N. mm


32

TD 5 : Palan électrique

1. 𝑍15 =𝑑15

𝑚𝑡=

60

2,5= 24

2. 𝑍17 =𝑑17

𝑚𝑡=

180

2,5= 72

3. Ft = 1000 N

𝐹𝑎 = 𝐹𝑡 . 𝑡𝑎𝑛𝛽 = 1000 × tan 20° = 363,97 𝑁

𝐹𝑟 = 𝐹𝑡 .𝑡𝑎𝑛𝛼𝑛𝑐𝑜𝑠𝛽

= 1000 ×tan 20°

cos(20°)= 387,32 𝑁

4. 𝜔17 =2.𝑉

𝑑17=

2×0,2

0,18=2,22 rd/s

𝑁17 =30.𝜔17

𝜋=

30 × 2,22

𝜋= 21,22 𝑡𝑟/𝑚𝑖𝑛

5. 𝑁15 = 𝑁17 .𝑍17

𝑍15= 21,22 ×

72

24= 63,66 𝑡𝑟/𝑚𝑖𝑛

6. 𝑅𝑡 =𝑍15

𝑍17.𝑛2

𝑍3=

24

72.

3

68=

1

68

𝑁𝑚 =𝑁17

𝑅𝑡= 68 × 21,22 = 1442,96 tr/min

7. Ps = F.V = 1000x0,2 = 200 W

8. 𝑃𝑒 =𝑃𝑠

𝜂=

200

0,55= 363,64 𝑊


33

TD 6 : VALIDEUR DE TITRE DE TRANSPORT

1. Courroie plate

Avantages : permet de transmettre des grandes vitesses, coup peu élevé.

Inconvénients : glissement, couple transmissible faible.

Courroie crantée :

Avantages : pas de glissement permet de transmettre les très faibles vitesses.

Inconvénients : coût élevé.

NB : avantages et inconvénients par rapport aux autres types de courroies

2. 𝜔14 =Vtitre

𝑅14=

1000

10= 100 𝑟𝑑/𝑠

3. 𝑟 =𝜔12

𝜔6=

𝑍6

𝑍12=

12

48=

1

4

4. 𝜔6 =𝜔12

𝑟= 100 × 4 = 400 𝑟𝑑/𝑠

5. 𝑁𝑚 =30.𝜔6

𝜋=

30×400

𝜋= 3821,66 𝑇𝑟/𝑚𝑖𝑛

6. Ps = Ks.Pm = 1,8x100 = 180 W

7. Courroie crantée de type XL :

[1]


34

P= 5,08 mm

[1]

8. 𝑑𝑝 =𝑃.𝑍6

𝜋=

5,08×12

𝜋= 19,41 𝑚𝑚

𝐷𝑝 =𝑃.𝑍12

𝜋=

5,08 × 48

𝜋= 77,66 𝑚𝑚

9. Lp = P.Zc = 5,08x100 = 508 mm

10. 𝑉 = 𝜔6.𝑑𝑝

2= 400 ×

19,41

2= 3,88 m/s

[1]


35

𝐾𝑏 ≥𝑃𝑠𝑃𝑏

=157

180= 1,15

[1]

Kb = 1,45 et b = 9,5 mm


36

Bibliographie

[1] http://www.zpag.net/Tecnologies_Indistrielles/transmission_courroies.htm [2] Devoir De Synthèse en Technologie de Construction Janvier 2014

ISET Radès Enseignants : Bousnina Laroussi, Amri Rachid, Bechoual Bechir, Khlass Mokhtar et Chakhari Nourddine.

niveau : première année licence génie mécanique …ltechnologie.com/fichiers/tdtdc2.pdf ·...

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