01 Résumé Transmettre [PDF]

Zitiervorschau

Information visuelle

Chaîne d’information

P.C

Énerg.élec Énerg.Pneu Énerg.Hyd

Ordre s

Énergie DISTRIBUER Énergie CONVERTIR mécanique TRANSMETTRE non l’énergie l’énergie l’énergie distribuée transmise

Énergie ALIMENTER d’entrée en énergie SOURCE D’ÉNERGIE - Réseau ONE - Compresseur - Pompe -...

PRÉACTIONNEUR - Relais - Contacteurs - Distributeurs -...

ACTIONNEUR - Moteurs - Vérins -...

Transmission Temporaire

Accouplement

Embrayage

*

Autres

Accouplement Joints : élastique - de Cardan - d’Oldham

*

3

Avec modification de la vitesse

Transmission En permanence

Accouplement rigide

*

Par obstacle Embrayage instantané

*

Transmission par adhérence

Fonction non périodique

Transmission par obstacle

Pélec -U -I

M

ηm

1 Pm Acc

À Arbres éloignés

À Arbres rapprochés

*Roues

*Poulies

* Pignons

de friction

courroies

chaines

- Vis - écrou - Poulie courroie Bielle Engrenages Came Levier-coulisse - Pignon chaîne manivelle - Pignon crémaillère

Pm

*

*

Pr

Réducteur

ηa - ωm ; Nm - kr - ηr - Cm

Linéaire Quelconque

Sinusoïdale Quelconque

Autres

Embrayage - Limiteur de couple progressif (à friction) - Coupleur - Freins

2

Fonction périodique

À Arbres éloignés

À Arbres rapprochés

Par adhérence

Avec transformation du mouvement

*

*

- Variateur de vitesse ; - Réducteur de vitesse ; - Multiplicateur de vitesse ; - Inverseur de marche ; - Boite de vitesses

Exemple :

Matière d’œuvre sortante (MOS)

2

Sans modification de la vitesse

Avec défaut d’alignement

AGIR sur la matière d’œuvre EFFECTEUR - Outils - Convoyeurs - Portes -...

ADAPTATEUR - Poulies courroies - Pignons chaines - Engrenages -...

1

Sans défaut d’alignement

Matière d’œuvre entrante (MOE)

3

Ps

Système vis-écrou

- ωr ; Nr - Cr

- pas - ηv-e

* : Les leçons de la fonction transmettre pour la 2ème STE ; 2ème STM et 2ème SMB.

- Vs - Fs

Translation vers Rotation

- Pélec = U.I - Pm = ωm.Cm - Pr = ωr.Cr - Ps = Fs.Vs - Vs = ωr.Pas/2𝜋

*

*

Rotation vers Translation

- ηm = Pm / Pélec - ηr = Pr / Pm - ηv-e = Ps / Pr - kr = ωr / ω m - ω = 2𝜋.N / 60

1

La FONCTION des éléments de transmission de puissance sans modification de la vitesse LES ACCOUPLEMENTS Accouplement Accouplement permanent Accouplement rigide

Accouplement élastique

Les accouplements sont utilisés pour transmettre la puissance, entre deux arbres en prolongement l’un de l’autre comportant éventuellement des défauts d’alignements, sans modification du couple ni de la vitesse. Appareils désignés à assurer, en permanence la liaison en rotation entre 2 arbres colinéaires, sans modification de la puissance. Transmettre la puissance, entre deux arbres en prolongement l’un de l’autre et ne comportant aucun défaut d’alignement (correctement alignés) (parfaitement coaxiaux), sans modification de la fréquence de rotation. Effectuer une transmission de puissance entre deux arbres en prolongement, et sans modification du couple ni de la vitesse, de remédier les inconvénients des accouplements rigides.

LES EMBRAYAGES Accouplement Il permet à un opérateur (commande extérieure) d'accoupler ou de séparer, progressivement ou non, les arbres respectivement solidaires temporaire du moteur et du récepteur. L’embrayage permet d’effectuer ou de supprimer à volonté la liaison Embrayage entre deux arbres en prolongement. Transmettre des couples importants, entre deux arbres par obstacle; Embrayage pendant la marche, sans changement de la vitesse, et la manœuvre ne instantané peut pas être effectuée en marche. Embrayage progressif (à friction)

Transmettre la puissance, entre deux arbres par adhérence, sans changement de la puissance, et la manœuvre est effectuée en marche.

LES LIMITEURS DE COUPLE Limiteur de couple

Les limiteurs de couples (ou accouplements de sécurité) ont pour rôle de désolidariser l’arbre moteur et l’arbre récepteur automatiquement en cas d’augmentation anormale du couple résistant. (Protéger les organes du mécanisme)

LES FREINS Frein

Les freins sont des transformateurs d’énergie mécanique en chaleur, et destinés à ralentir ou à arrêter complètement le mouvement d’un mécanisme.

La FONCTION des éléments de transmission de puissance avec modification de la vitesse TRANSMISSION PAR ADHÉRENCE Roue de friction Poulie courroie

Transmettre par adhérence, un mouvement de rotation entre deux arbres parallèles ou concourants, avec modification du couple transmis et de la vitesse de rotation. Transmettre par adhérence, à l’aide d’un lien flexible, la puissance entre deux arbres éloignés généralement parallèles. La transmission se fait, avec ou sans changement du sens et de la vitesse de rotation.

TRANSMISSION PAR OBSTACLE Pignon chaine Engrenage

Transmettre, par obstacle, à l’aide d’un lien articulé, un mouvement de rotation continu entre deux arbres éloignés parallèles. La transmission se fait, avec ou sans changement du sens et de la vitesse de rotation. Transmettre sans glissement un mouvement de rotation continu entre deux arbres rapprochés, avec modification du couple transmis.

TRANSFORMATION DE MOUVEMENT Pignon crémaillère Vis-écrou Bielle manivelle Came

Permet de transformer un mouvement circulaire alternatif en mouvement rectiligne alternatif (le système est réversible). - Réaliser l’assemblage entre les pièces. - Transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation. Transformer un mouvement circulaire continu en un mouvement rectiligne alternatif et réciproquement, (C’est-à-dire, le système est réversible). Transformer un mouvement circulaire continu en un mouvement rectiligne (ou angulaire) alternatif. Le système n'est pas réversible.

MECANISMES DE TRANSMISSION Réducteur de vitesse

- Appareils destinés à réduire la vitesse et d’augmenter le couple du récepteur. - Transmettre la puissance de l’arbre moteur à l’arbre récepteur, avec changement de la vitesse et un rapport constant entre les vitesses < 1.

- Appareils destinés à augmenter la vitesse et de diminuer le couple Multiplicateur du récepteur. - Transmettre la puissance de l’arbre moteur à l’arbre récepteur, avec de vitesse changement de la vitesse et un rapport constant entre les vitesses > 1. Variateur de vitesse

Appareils permettant une variation continue de la vitesse de l’arbre récepteur [𝜔mini , 𝜔maxi], pour une vitesse constante de l’arbre moteur.

Inverseur de marche

Il s’agit d’inverser à volonté le sens de rotation de l’organe récepteur (𝜔e = - 𝜔s).

Boite de vitesses

Appareils destinés à transmettre un mouvement de rotation avec modification de vitesse.

2

Transmission En permanence

Temporaire

Accouplements

Embrayages

Types d’accouplements :  Acc. Rigide  Acc. Élastique

Types d’embrayages :

 Acc. Flexible

Joint d’Oldham Joint de Cardan simple

Critiques : Acc. rigide

Acc. élastique

Rainure

Joint de Cardan double

Permet un léger déplacement de la position relative des arbres Fatigue et usure rapide des paliers Amortir les vibrations Transmette instantanément et brutalement les à coups provenant d’une variation brusque du couple résistant N’accepte aucuns désalignements des arbres Assurer la souplesse de la transmission Amplifier les vibrations de l’arbre moteur à l’arbre récepteur et réciproquement

Défauts d’alignements :

Représentation : Embrayage instantané à griffe :

Cadre 1 Remarque : -La manœuvre ne se fait pas Schéma technologique en marche. -Embrayage réversible.

Autre type d’accouplements : (Accouplements flexibles) Joints d’Oldham : Il supporte uniquement des désalignements radiaux. Le joint de cardan simple : Permet d’avoir un défaut angulaire. Le joint de cardan double : Il assure une transmission homocinétique.

Dessin d’ensemble et dessin en vue éclaté Schéma cinématique

3

Embrayage instantané à dents :

Cadre 2 Embrayage progressif à surface plane :

-La manœuvre ne se +Embrayage réversible. fait pas en marche. -La manœuvre ne se -Embrayage irréversible. fait pas en marche. Embrayage instantané à cliquet : Cadre 3

Critique : +Entraînement automatique ; -Embrayage brusque ; -Transmet le mouvement dans un seul sens ; -Ne supporte pas de poussée axiale. Embrayage instantané à billes ou à rouleaux :

Cadre 4

Cadre 5 ;6 ;7

Critique : (Embrayage multidisques) +La manœuvre se fait en marche ; +Embrayage réversible ; +Transmettre un grand couple sous un faible encombrement ; +Entrainement du récepteur est progressif (frottement puis adhérence), (Voir le graphe de fonctionnement); +Transmettre intégralement le couple moteur par adhérence. - Pendant l’entraînement par frottement (friction) un dégagement de chaleur apparaît. Cannelures extérieurs sur l’arbre et d1 Couple à transmettre : C  n  F  f  R moy Cannelures intérieurs sur la cloche et d2 Avec : - C : couple transmis par adhérence (N.m) ; Graphe de - n : nombre de surface de contact des disques ; fonctionnement - F = N : effort presseur // à l’axe de rotation (N) ; - f = tg  : coefficient de frottement ( : Angle de frottement) ; Rr 2 R3  r 3 1 r 1 . - Rmoy = si   ) 2 2 ; ou (Rmoy = 2 3 R r 4 R 3 Embrayage progressif à surface conique : N

β

Cadre 8

F

sin   F

Couple à transmettre :C



N f  Rmoy sin 

N F

4

Embrayage progressif à surface cylindrique : Couple à transmettre : C

1 : Arbre moteur (ou récepteur). 2 : Clavette 3 : Plateau moteur porte garniture 4 : Garniture

5 : Plateau mobile gauche récepteur 6 : Vis H 7 : Plateau mobile droite récepteur 8 : Écrou H

Cadre 9

Garnitures et contre matériaux : Puisque la transmission de puissance se fait Fonctionnement et Critique : d’abord par frottement puis par adhérence, pour Lorsque la vitesse est suffisante du plateau moteur, les cela, on rapporte sur la surface mobile de garnitures de friction entre en contact avec le tambour récepteur par l’écartement des mâchoires articulés M1, M2 l’embrayage une pièce appelée ‘’ garniture (ferodo) ‘’. et M3 en . . . . . . ., sous l’effet de la force centrifuge, il y a, Le matériau constituant l’autre surface de friction alors, la transmission du couple vers le tambour récepteur sera désigné par ‘’ contre matériau ‘’. par friction puis par adhérence. La garniture est caractérisée par : Ces types d’embrayages sont à commandes automatique  Un grand coefficient de frottement ; et irréversibles.  Une bonne résistance à l’usure ;  Une bonne résistance mécanique au choc. Cadre 10 Principaux types de garnitures :  Garniture *amiantée armé de fil de cuivre : (résiste à l’action du feu)  Garniture frittée ou céra-métallique : (utilisée quand les conditions d’emploi sont sévères)  À base de papier ou de liège pour fonctionnement dans l’huile.  Garniture métalliques (acier, fonte, bronze) travaillant dans l’huile ou à sec. Contre matériaux : Ils sont choisis en fonction de la garniture, on emploie généralement la fonte, pour résister à l’écrasement, à l’érosion, à la déformation permanente et à la formation de point chauds. Fixation des garnitures :  Fixation par rivetage ;  Fixation par collage ;  Fixation mixte. Avec : T

 Limiteur de couple :

 N f R

= N.tgφ.R = N.f

9 : Rondelle Belleville 10 : Rondelle plate 11 : Arbre récepteur (ou moteur)

Remarque : Pour varier la valeur limite du couple à transmettre, il faut manœuvrer l’écrou 8.

5

 Coupleurs : Le couple transmis, très faible ou nul au démarrage, il augmente progressivement avec la vitesse de rotation. En fonctionnement normal il y a toujours un léger glissement entre les deux arbres (2 à 4 %). Les coupleurs jouent le rôle d’un limiteur de couple.  Coupleur électromagnétique à poudre : La progressivité de l’embrayage lors des démarrages et à chaque engagement de vitesse, est dûe à l’augmentation progressive du champ magnétique qui fait passer la poudre 5 de son état pulvérulent à celui d’un bloc compact entre 3’ et 7+8. Quelques caractéristiques : Sans courant, la poudre est maintenue par la force centrifuge. 3000 tr/min pour un couple inférieur à 50 Nm. 1500 tr/min pour un couple supérieur à 50 Nm.

Position débrayée

 Coupleur hydraulique : Sous l'effet de la rotation de l'arbre Cadre 11 d'entrée 1 (roue pompe 6), le fluide intérieur 9 (huile spéciale) est accéléré, l'énergie cinétique acquise est ensuite transmise à l'arbre de sortie 12 par l’intermédiaire de la roue turbine 10. Le fluide, pouvant absorber les chocs, agit également en limiteur de couple.

Position embrayée

6

Les Freins : SADT :

Construction : Un frein comprend :  Un organe solidaire de la masse en mouvement (Roue ; Poulie ; Tambour...)  Un frotteur solidaire d’un organe fixe (Garniture...)  Un mécanisme de commande de la force pressante (Levier ; pédale...)  Un système de refroidissement, si possible. Caractéristique : (Qualités recherchées) : Un frein est caractérisé par :  Efficacité (puissant) : un frein est puissant si le couple de freinage est important pour un faible effort de commande.  Régularité (stabilité) : un frein est régulier si le couple de freinage est proportionnel à l’effort de commande.  Réversibilité un frein est réversible si le couple de freinage est indépendant du sens de rotation.  Matériaux : même et identique aux embrayages.  Dissipation de chaleur : - Contact directe au milieu extérieur ; - Par ailettes (ventilation) ou l’eau (circuit hyd). Classification et Critiques d’après l’organe de friction : Frein à sabot Ou à patin Ou à mâchoire extérieur :  Le frein a est irréversible ;  Pour rendre le frein réversible il faut que ‘’h = 0’’ b ;  La présence de l’effort normale F provoque la flexion du levier, pour éviter ce problème, utiliser un frein à deux sabots c .

Frein à sangle Ou à bande : Cadre 12  Frein simple et réversible si AB = BC f  Frein plus puissant si le rapport BC / AB, est supérieur à (e f∝)  L’efficacité de ces freins dépend de l’angle d’enroulement ‘’∝ ‘’ et du dispositif de commande. Frein à tambour Ou à mâchoire Ou à segment :  Ils ont une grande puissance de freinage sous un faible effort de commande  Les tambours sont en fonte, la commande de ce frein est mécanique par came ou hydraulique par vérin g .  Le couple de freinage : ; -R : rayon intérieur du tambour ; C f  T  R -T : force de frottement.  L’action de la mâchoire comprimée est deux fois supérieure à celle de la mâchoire tendue, d’où l’usure non uniformément répartie sur les garnitures ; pour y remédier, on a réalisé le frein avec un dispositif de réglage manuel.  La chaleur due au frottement est difficile à évacuer, cet échauffement déforme le tambour et les segments ; le freinage devient mois efficace. Frein à disque : Ils ont une grande stabilité ; permettent une meilleure évacuation de la chaleur que les freins à tambour, freinage plus progressif et sont plus facile à entretenir. On trouve :  Frein à disque à leviers ou à pincettes ;  Frein à disque à un piston h ;  Frein à disque à deux pistons i ;  Frein multidisques ;  Frein avec surface de frottement conique.  Le couple identique à l’emb.

h

i g

7

Transmission par adhérence à arbres Rapprochés Roues de friction Critiques : + Marche silencieuse ; + Transmission sans choc ; + Réalisation simple et économique ; + Joue le rôle d’un limiteur de couple ; + Arbre pas forcement parallèle ; + Moins cher. - Transmission de faible puissance ; - Nécessite un effort presseur (usure) ; - Efforts importants sur les paliers (usure). Vitesse linéaire :

V = ω1.r1 = ω2.r2

Rapport de transmission :

2 r1 d1 Cm k     1 r2 d2 Cr

Exemple de réalisation : Variateur de vitesse mécanique :

2mini r1 k mini   1 r2max i 2max i r1 k max i   1 r2mini

A

Éloignés Poulies courroies

Types de courroies : Plate Rond 1 2 Trapézoïdale 3

Crantée 4

Critiques ‘’Courroie plate’’ : + Marche silencieuse ; + Souple ; + Entretien facile ; + Arbre pas forcement parallèle ; + Convient pour les grandes vitesses ; + Bon rendement (98%) ; + Prix peu cher. - Vitesse non régulier dû au glissement ; - Durée de vie limitée ; - Paliers chargés à cause des tensions ; - Transmettre de faibles puissances. Critiques ‘’Courroie trapézoïdale’’ : Même critiques que courroie plate ; + Bonne adhérence ; + Transmettre de fortes puissances ; - Arbres //. Vitesse linéaire des courroies 1-2-3 :

Critiques ‘’Courroie crantée’’ : + Pas de glissement (rapport constant) + Supporte bien les basses vitesses ; + Tension initiale plus faible ; - Durée de vie limitée - Arbres //. Condition de transmission : Même pas. Vitesse linéaire (courroie 4) :

V

Nd.p.Zd ND.p.ZD  60 60

Rapport de transmission (courroie 4):

k

C D dp Zd     d d Dp ZD CD

V = ωe.r = ωs.R

Rapport de transmission des courroies

Exemple de réalisation : Variateur de vitesse mécanique :

1-2-3 :

2mini r1mini k   Rapport de transmission : mini 1 r2max i  r k max i  2max i  1max i 1 r2mini

k

r r d C     m m R D Cr

Galet tendeur est placé sur le brin mou pour augmenter la puissance.



Exemple de réalisation : (Voir le cadre A) à gauche de la feuille.

8

Transmission par obstacle à arbres Rapprochés

Éloignés Pignons chaînes

Critiques : + Rapport constant (pas de glissement) ; + Longues durées de vie ; + Possibilité d’entraîner plusieurs arbres récepteurs en même ; + Montage et entretien plus simples que celui des engrenages ; + Prix de revient moins élevé ; + Bon rendement (97%) ; + Supportent des conditions de travail plus rudes. - Sont plus bruyantes ; - Tournent moins vite (