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EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLA

EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 1 EXERCICE 01: Cotation fonctionnelle a- La condition JA est elle mini ou maxi ? Justifier votre réponse. ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… b- Quel est l’utilité de la condition JA ? c- Tracer la chaine de cotes relative à la condition JA. EXERCICE 02: Cotation fonctionnelle 1) Quelle est l’utilité de la condition JA ? ……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….. 2) La condition JA est elle minimale ou maximale ? Justifier la réponse. ……………………………..………………………………..………………………………..………… ……………………..………………………………..………………………………………………….. 3) Tracer la chaine de cotes relative à la condition JA ………. EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 2 EXERCICE 03: Cotation fonctionnelle 1) Ecrire les équations limites de la condition JA. JAmin = …………………………………………………………………………………………………………… JAmax = …………………………………………………………………………………………………………… 2) Tracer la chaîne de cotes installant la condition JBmin . 3) Sur le dessin ci-dessous de l'arbre (4) : a- reporter la cote fonctionnelle déduite de la chaîne de cotes JBmin. b- indiquer les tolérances de position des portées des roulements. EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 3 EXERCICE 04: CALCUL DE TRANSMISSION Tambour Moteur Tapis roulant Tp ....... ....... ....... ....... 25 Poulie réceptrice 1 – Calculer le nombre de dents Z11 et Z21, sachant que l’entre axe a21 – 11 = 40 mm et le diamètre primitif du pignon (21) d21 = 30 mm et m = 2 mm. …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 2 – Calculer le rapport global rg. On donne : Z17 = 2 , Z13 = 20. …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 3 – Calculer la vitesse de rotation de l’arbre de sortie (30), On donne : Nm = 1360 tr/mn …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 4 – Calculer le couple transmis à l’arbre (30), sachant que le rendement du réducteur Ƞ = 0,75 On donne : Pm = 0.9 Kw. …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 5 – Calculer la vitesse de rotation du tambour, sachant que le diamètre primitif de la poulie (25) est d25 = 40 mm et de la poulie réceptrice d31 = 120 mm …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 6 – Déterminer la vitesse linéaire de tapis ; sachant que le diamètre de tambour est DT = 150 mm …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… Z21 = ………….. Z11 = …………… rg = …………… N30 = ………….. C30 = ………….. NT = ………….. VT = ………….. 11 21 13 17 a 21-11 30 31 EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 4 EXERCICE 05: CALCUL DE TRANSMISSION La figure ci-contre représente les systèmes de transmission de mouvement entre l’arbre (3) et l’arbre de sortie (2). o Etage 1: pignons (24 – 17) et chaine (28). o Etage 2: engrenage cylindrique à denture droite (19 – 23). On donne :  La vitesse de rotation de l’arbre (3), N3 = 1200 trs/mn.  La vitesse de rotation de l’arbre (2), N2 = 282.84 trs/mn.  Les nombres de dents des pignons (24) et (17) sont : Z24 = 18 dents et Z17 = 15 dents.  Les caractéristiques de l’engrenage (19 – 23) : - L’entraxe a = 67 mm - Le module d’engrenage m = 2 mm. 19 17 23 2 3 24 Schéma de transmission 1) Calculer le rapport de transmission global (r). …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. 2) Calculer le rapport de transmission (r2) de l’étage 2 …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. 3) Calculer les nombres de dents des roues (19) et (23), Z19 et Z23 …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………….. 4) Les caractéristiques du tambour entrainant la bande du tapis roulant sont : - Le diamètre du tambour est D = 80 mm - La vitesse de rotation du tambour est celle de l’arbre (2) N2 = 282.84 trs / mn. a- Calculer la vitesse linéaire de déplacement du tapis en m / s. On note par ……………………………………………………………... ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… b- Représenter le vecteur vitesse trouvé sur la figure ci-dessous, choisir l’échelle convenable. A tapis Echelle: ……………………… tambour II V II EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 5 EXERCICE 06: CALCUL DE TRANSMISSION Le cahier des charges impose que la vitesse de rotation de l’arbre (7) ne doit pas dépasser la valeur N7 = 130 tr/min. Données: Z2 = 14 dents ; Z41 = 12 dents ; Z6 = 36 dents Le module de toutes les roues dentées est m = 1,5 mm La puissance minimale du moteur est Pm = 350 W Les arbres (1) et (7) sont alignés. 1) Calculer le nombre de dents de la roue (44). ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… 2) Calculer le rapport de transmission entre les arbres (7) et (1). ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… 3) Déterminer la valeur de la vitesse de rotation Nm du moteur Mt1. ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… 4) Sélectionner dans le tableau ci-dessous le moteur qui convient en cochant la case correspondante. Vitesse nominale en tr/min Puissance nominale en KW Moteur  950 0,25 ….…. Moteur  940 0,37 ….…. Moteur  955 0,55 ….…. 5) Calculer la vitesse réelle de l’arbre (7) si on utilise le moteur sélectionné. ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… Z44 = ………..…….……. r = ………………………. Nm = ………..…………. N7 = ………..…….……. EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 6 EXERCICE 07: CALCUL DE TRANSMISSION Le réducteur représenté ci-contre est à deux étages:  pignon (47), roue (4) et chaîne à rouleaux double de rapport r1 = 0,625;  pignon (8) et roue (12) à denture droite de: - rapport r2 = 4/15 ; - module de denture m = 2 mm; - entraxe a12-8 = 95 mm ; Le moteur est de puissance P = 0,55 KW et de vitesse de rotation Nm = 740 tr/min. Le rendement global du réducteur  = 0,7. 1) Calculer les nombres de dents Z8 et Z12. ……………………………….………………………………………………………………………………………… …………………………….…………………………………………………………………………………………. …………………………….…………………………………………………………………………………………. …………………………….…………………………………………………………………………………………. …………………………….…………………………………………………………………………………………. ……………………………….…………………………………………………………… 2) Calculer le rapport global rg du réducteur. …………………………….…………………………………………………………………………………………. ……………………………….…………………………………………………………… 3) Calculer la valeur de la vitesse de l'arbre de sortie (15). …………………………….…………………………………………………………………………………………. …………………………….…………………………………………………………………………………………. ……………………………….…………………………………………………………… 4) Calculer la puissance à la sortie du réducteur. …………………………….…………………………………………………………………………………………. …………………………….…………………………………………………………………………………………. ……………………………….…………………………………………………………… 5) Calculer la valeur du couple appliqué sur l'arbre de sortie (15). …………………………….…………………………………………………………………………………………. …………………………….…………………………………………………………………………………………. …………………………….…………………………………………………………………………………………. ……………………………….…………………………………………………………… Z12 = …….………..…. Z8 =….…….………..…. rg = …….………..…. N15 = .………........…. P15 = ……........………..…. C15 = …......….………..…. 4 49 … 15 8 12 47 EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 7 EXERCICE 08: FLEXION PLANE SIMPLE Un arbre, assimilé à une poutre cylindrique pleine de poids propre négligeable est sollicité à la flexion plane simple comme le montre la figure ci-dessous On donne : Action FA FB FC FD Module 400 N 2300 N 1500 N 1200 N NB : les dimensions AC, CB et BD sont donnés en millimètres (mm). 1) Calculer puis Tracer le diagramme des efforts tranchants le long de la poutre. ...………………………………………………... …………………………………………………… …………………………………………………... …………………………………………………… …………………………………………………... 2) On donne ci-contre le diagramme des moments fléchissant le long de la poutre AD. Ainsi les moments aux points C et B : MfC = 36 Nm et MfB = - 96 Nm. a- Déduire le moment fléchissant maximal I Mf Maxi I = ………………………… b- Donner l’équation du moment fléchissant en fonction de x (Mf = f(x)) dans la zone CB. ……………………………………………… ……………………………………………… ……………………………………………… ……………………………………………… c- Calculer x pour un point M dans la zone CB tel que le moment fléchissant est nul (Mf M = 0). …………………………………….…….………… ………………………………………….………… 3) L’arbre (4) est en acier de résistance à la limite élastique Re = 292 N/mm2, on aboutit à un coefficient de sécurité s = 4. a- Donner l’expression du module de flexion pour la section circulaire (arbre plein) ……………………………………………………………………………………………………… b- Calculer le diamètre minimal de l’arbre (4). …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………. F A y + 9 0 A x F C F B F D 1 2 0 8 0 C B D 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 1 0 0 0 T y ( N ) A C x ( m ) B D - 1 0 0 M f z ( m N ) 5 0 - 5 0 A C x ( m ) B D EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 8 EXERCICE 09: FLEXION PLANE SIMPLE Une poutre cylindrique pleine de poids négligeable et de diamètre d, repose sur deux appuis B et C comme le montre la figure ci-contre, elle supporte une charge répartie entre les points B et C et une charge localisée au point A. On donne:  Diamètre de la poutre, d = 24 mm,  La répartition linéique de charge q = 1.5 N/mm = 1500 N/m.  La résistance pratique Rp = 120 N/mm2  a = 20 mm , b = 350 uploads/s3/ serie-d-x27-exercices-genie-mecanique-variete-bac-technique-2019-2020-mr-ben-ammar-mustapha.pdf