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MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS http://tst.wifeo.com Page 1 Niveau : 3è

MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS http://tst.wifeo.com Page 1 Niveau : 3ème secondaire Section : science technique Devoir de contrôle N°3 2011-2012 EPREUVE : TECHNOLOGIE Génie mécanique Durée : 2 heures 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 poulies- courroie - Transmission par galet et plateau à friction (variateur de vitesse) - Transmission par pignons- chaine 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 Moteur électrique Pm = 0,25KW Nm = 1000 tr/mn Poulie P1 D1 = 19 mm Pignon (4) Z4 = 15 dents Liaison avec l’arbre porte scie à bois Pignon de sortie ZS = 45 dents Ps = 0,15KW NS = 60 tr/mn Variateur mécanique Système de commande non représenté Chaîne Courroie Poulie P2 D26 = 76 mm Figure 2 : 3D du variateur mécanique, 1/4 du corps enlevé Poulie (P2) réceptrice (26) P2 D2 = …mm Arbre de sortie (15) D2 = …mm Pignon (4) Baladeur (22) Figure 1 : 3D du mécanisme de transmission Plateau (13) Commande par fourchette (non représenté) MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS http://tst.wifeo.com Page 2 26 27 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 8 9 11 10 J 23 Echelle :1/1 Variateur mécanique 14 1 Rondelle plate ISO 10673 – Type S - 8 13 1 Plateau 27 1 Courroie …………………………. 12 1 Plaquette 26 1 Poulie réceptrice 11 4 Vis à tête cylindrique fendu ISO 1580-M3x5 25 1 Rondelle plate ISO 10673 – Type L - 4 10 1 Corps 24 1 Vis à tête cylindrique à six pans creux ISO –M4x8 9 1 Ressort cylindrique de compression 23 1 Clavette parallèle, forme A, 3 x 3 x 13 8 1 Butée à billes 22 1 Baladeur 7 1 Coussinet cylindrique fritté, 15 x 21 x 20 21 4 Vis à tête fraisée plate ISO 2009 – M3 6 1 Anneau élastique pour arbre, 14 x 1 20 1 Galet en caoutchouc 5 1 Clavette parallèle, forme A, 4 x 4 x 10 19 1 Flasque 4 1 Pignon pour chaîne 18 1 Anneau élastique pour arbre, 10 x 1 3 1 Anneau élastique pour arbre, 10 x 1 17 1 Ecrou hexagonal ISO 4032 – M8 2 1 Coussinet à collerette fritté, C 10 x 16 x 16 16 1 Clavette parallèle forme A 1 1 Arbre d’entrée 15 1 Arbre de sortie Rep Nbre Désignation Rep Nbre Désignation MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS http://tst.wifeo.com Page 3 Nom : …………………………. Prénom : ………………. Classe : 3ST5 N° : …. 1- Analyse fonctionnelle globale : En se référant au dossier technique, compléter le schéma fonctionnel suivant en précisant les moyens de transmission de mouvement utilisés 2- Schéma cinématique : 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 3-Etude du système poulie – courroie En se référant au dossier technique et aux données de la figure 1 : 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) ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………..…………. 4 - Etude du variateur mécanique : se référer au dessin d’ensemble du variateur 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 : ………………………………………………………………………………..……………. Moteur électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Variateur mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arbre porte scie r1 = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A = {10, 11,12, bague droite de 8, ……………. B = {1,26, 25,24, 23, 18, ………………..…. C = {22, 21, 20, ………………………….. D = {15, 17,14, 13, Bague gauche de 8, 4, ……… A C D B 20 1 2 1 1 MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS http://tst.wifeo.com Page 4 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. ………………………………………………………………….. 4-6- Que se passe – t – il à ce rapport si on déplace le baladeur (22) en haut. ? ……………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………. 5- Etude du système pignon - chaîne : 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. ……………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………. 5-3- Donner l’expression, puis calculer le rendement de l’ensemble formé par les trois systèmes de transmission. ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………..……….. 5-4- Donner l’expression, puis calculer la vitesse angulaire ωs de l’arbre porte scie ……………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………. 5-5-En déduire le couple exercé sur l’arbre porte scie Cs ………………………………………………………………………………. R20 =……… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . r2 = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . r3 = ………... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . η = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ωs = .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cs = …….. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 MÉCANISME DE COMMANDE D’UNE SCIE A BOIS http://tst.wifeo.com Page 5 6- Etude de résistance : 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║ = 60 N, ║FB║ = 180 N et ║FC║ = 150 N 6-1- Calculer et représenter ci-contre la force FD ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. 6-2-Tracer le diagramme des efforts tranchant *Zone AB pour 0≤x<50 ……………………………………………….. *Zone BC pour 50≤x<80 ……………………………………………….. *Zone CD pour 80≤x<100 ……………………………………………….. 6-3-Tracer le diagramme des moments fléchissant *Zone AB pour 0≤x<50 ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. *Zone BC pour 50≤x<80 ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. *Zone CD pour 80≤x<100 ……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………. 6-4- En appliquant la condition de résistance à la flexion, calculer le diamètre minimal pour que l’arbre résiste en toute uploads/s3/ epreuve-technologie.pdf