Epreuve - Technologie [PDF]

Zitiervorschau

Niveau : 3ème secondaire Section : science technique Devoir de contrôle N°3 2011-2012

EPREUVE : TECHNOLOGIE

Durée : 2 heures

Génie mécanique

MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS Présentation : Le mécanisme représenté ci-contre est un dispositif permettant de transmettre le mouvement du moteur électrique à l’arbre porte scie, solidaire au pignon de sortie. Il est constitué par trois types de transmission : -

Transmission par pouliescourroie

-

Transmission par galet et plateau à friction (variateur de vitesse)

-

Transmission par pignonschaine

Poulie P2 D26 = 76 mm Pignon de sortie ZS = 45 dents Ps = 0,15KW

Courroie Poulie P1 D1 = 19 mm

Pignon (4) Z4 = 15 dents

NS = 60 tr/mn

Liaison avec l’arbre porte scie à bois

Chaîne

Variateur mécanique Système de commande non représenté

Moteur électrique Pm = 0,25KW Nm = 1000 tr/mn

Figure 1 : 3D du mécanisme de transmission Poulie (P2) réceptrice (26) P2 D2 = …mm

Fonctionnement du variateur mécanique : La figure ci-contre et le dessin d’ensemble de la page suivante représentent le variateur mécanique de vitesse. Le mouvement donné à la poulie réceptrice (26) est transmis à l’arbre de sortie (15) par l’ensemble de friction galet (20) et plateau (13). Pour une bonne maîtrise de la vitesse de sortie le rapport de transmission est variable suivant la position du baladeur (22) par rapport au plateau (13). Remarque : Le système de commande de la variation de la position du baladeur (22) n’est pas représenté

Arbre de sortie (15) D2 = …mm

Commande par fourchette (non représenté)

Baladeur (22)

Pignon (4)

Plateau (13)

Figure 2 : 3D du variateur mécanique, 1/4 du corps MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS

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enlevé

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26

25

27

24 23

1

22

2

21

3

20

4

19 J 18 23

17

5

16 15 14 6

13 12

7

11

8

Variateur mécanique 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Rep

1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nbre

10

Rondelle plate ISO 10673 – Type S - 8 Plateau Plaquette Vis à tête cylindrique fendu ISO 1580-M3x5 Corps Ressort cylindrique de compression Butée à billes Coussinet cylindrique fritté, 15 x 21 x 20 Anneau élastique pour arbre, 14 x 1 Clavette parallèle, forme A, 4 x 4 x 10 Pignon pour chaîne Anneau élastique pour arbre, 10 x 1 Coussinet à collerette fritté, C 10 x 16 x 16 Arbre d’entrée Désignation

MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS

27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Rep

1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 Nbre

9

Echelle :1/1

Courroie …………………………. Poulie réceptrice Rondelle plate ISO 10673 – Type L - 4 Vis à tête cylindrique à six pans creux ISO –M4x8 Clavette parallèle, forme A, 3 x 3 x 13 Baladeur Vis à tête fraisée plate ISO 2009 – M3 Galet en caoutchouc Flasque Anneau élastique pour arbre, 10 x 1 Ecrou hexagonal ISO 4032 – M8 Clavette parallèle forme A Arbre de sortie Désignation

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Nom : …………………………. Prénom : ………………. Classe : 3ST5 N° : …. 1- Analyse fonctionnelle globale :

20

En se référant au dossier technique, compléter le schéma fonctionnel suivant en précisant les moyens de transmission de mouvement utilisés Moteur électrique

............

Variateur mécanique

............ 2- Schéma cinématique . . :.

.............

Arbre porte scie

............. ..

En se référant au dessin d’ensemble du variateur de vitesse, compléter le schéma cinématique suivant et les classes d’équivalences par les pièces : 2, 3, 5, 6,7 et 19

1

B A

A = {10, 11,12, bague droite de 8, …………….

C

B = {1,26, 25,24, 23, 18,

C = {22, 21, 20,

………………..….

…………………………..

D D = {15, 17,14, 13, Bague gauche de 8, 4 ,

………

3-Etude du système poulie – courroie En se référant au dossier technique et aux données de la figure 1 :

2

3-1- donner le type de la courroie (27) : ……………………………….…………………….………. 3-2- la transmission entre les poulies est-elle obtenue par adhérence ou par obstacle ? :……………………….…. 3-3- Donner l’expression puis calculer le rapport de transmission r1 entre l’arbre moteur et l’arbre (1)

………………………………………………………………………………

r1 = . . . . . . . . . ..............

…………………………………………………………………..………….

............... ......

4 - Etude du variateur mécanique : se référer au dessin d’ensemble du variateur

1

4-1- Au cours du fonctionnement que se passe – t – il entre le plateau (13) et le galet (20) en cas d’augmentation brusque du couple résistant ?

…………………………………………………………………………………………………… 4-2- Quel est l’intérêt du jeu J, (voir dessin d’ensemble), en cas d’usure du galet (20) ?

…………………………………………………………………………………………………… 4-4- Ce système nécessite – t – il une lubrification ? Pourquoi :

………………………………………………………………………………..……………. 1 MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS

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4-5- Compléter le tableau suivant en précisant la fonction ou le processeur (Pièce(s) ou formes) associé à chaque fonction : Fonction

processeur

……………………………………………………

Coussinets (2)

Guider le baladeur (22) en translation par rapport à l’arbre (1)

……………………………

Transmettre le mouvement entre l’arbre (1) et l’arbre (15)

……………………………

Créer l’effort presseur nécessaire à l’adhérence entre le galet (20) et le plateau (13)

……………………………

Supporter la charge axiale sur l’arbre (15) et éviter la torsion du ressort (9)

………………………………

4-5- Relever du dessin d’ensemble le rayon R20 du galet (20) puis calculer le rapport de transmission du variateur r2 dans cette position.

…………………………………………………………………..R20 =……… . . . ............. 4-6- Que se passe – t – il à ce rapport si on déplace le baladeur (22) en haut. ?

r2 = . . . . . . . .

..............

............... .............. ...... . . . . . ………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………. 5- Etude du système pignon - chaîne :

2

En se référant au dossier technique et aux données de la figure 1 5-1- La transmission entre l’arbre (15) et l’arbre porte scie est – elle obtenue par adhérence ou par obstacle ?

:………………………………………………………………………..…………… 5-2- Donner l’expression, puis calculer le rapport de transmission r3 entre l’arbre (15) et l’arbre porte scie.

……………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………….

r3 = ………... .

..............

5-3- Donner l’expression, puis calculer le rendement de l’ensemble formé par les trois systèmes de transmission.

...............

……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………..………..

η = ........

..............

5-4- Donner l’expression, puis calculer la vitesse angulaire ωs de l’arbre porte scie

…………………………………………………………………………….

............... ....... ωs = .. . . . . .

…………………………………………………………………………….

. .. . . . . . . . . . . .

5-5-En déduire le couple exercé sur l’arbre porte scie Cs

............... ...

………………………………………………………………………………. Cs = …….. . . .............. MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS

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...............

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6- Etude de résistance :

y

L’arbre (1) est assimilé à une poutre cylindrique de diamètre d, soumis à trois forces concentriques FA, FB, FC et FD telle que :

+

FA

FC

B A

║ FA║ = 60 N, ║FB║ = 180 N et ║FC║ = 150 N

x

D C

FB 50 mm

6-1- Calculer et représenter ci-contre la force FD

30 mm

20 mm

……………………………………………….. T(N)

……………………………………………….. ………………………………………………..

60

……………………………………………….. 0 x

6-2-Tracer le diagramme des efforts tranchant *Zone AB pour 0≤x