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Formateur : Mr LAKHAL ISMAIL INSTITUT DE FORMATION AUX METIERS DE L’INDUSTRIE A

Formateur : Mr LAKHAL ISMAIL INSTITUT DE FORMATION AUX METIERS DE L’INDUSTRIE AUTOMOBILE DE CASABLANCA Filière : TS en Génie Mécanique Niveau : 2éme Année Epreuve : EFM Durée : 3h Barème : 20 points Consignes :  Seulement les calculatrices non programmables sont autorisées. L’utilisation du téléphone portable et de tout autre appareil de communication ou de télécommunication est strictement interdite.  Documents non autorisés ;  En cas de fraude, le stagiaire sera renvoyé de la salle de l’examen, des mesures de sanction seront prises à son égard. Le sujet est organisé en : • Travail demandé (pages 1et 2) • Un dossier Technique (de DT1/4 à DT4/4) ; • Un dossier numérique contient les pièces 3D Barème : / 20 Question Barème Q1 5 Pts Q2 8 Pts Q3.1 2 Pts Q3.2 2 Pts Q3.3 2 Pts Q3.4 1Pts EFM- Ingénierie assistée par ordinateur 1/2 EFM Module : IAO TS-Génie Mécanique Travail demandé : Partie 1 : Q1) Réaliser l’assemblage de réducteur à train d’engrenages du robot domestique. Partie 2 : Q2) Réaliser une simulation par loi sachant que le moteur tourne à une vitesse constante 5840 tr /min et tracer la vitesse linéaire de déplacement de la roue en fonction de temps Partie 3 : Etude de performances en résistance du pignon 3 Pour que la denture résiste, le concepteur peut jouer sur plusieurs paramètres : le matériau, la largeur et le module. La figure 1 montre l’incidence du module sur le profil d’une dent. En comparant les efforts sur les dents pour chaque engrenage, compte tenu des couples transmis, on peut montrer que les dents les plus sollicitées sont celles de l’engrenage pignon 3 / couronne dentée. Par ailleurs, le dessin ci-contre montre que le profil des dents est plus large à la base pour la couronne dentée. Elles résisteront donc mieux aux actions mécaniques que les dents du pignon 3. La suite de l’étude va donc consister à évaluer les performances en résistance du pignon 3. On se place dans la situation la plus défavorable où seule une dent du pignon 3 serait en prise avec la couronne dentée. Cette dent doit résister à une sollicitation de flexion qui provient de l’application d’un effort sur l’un de ses flancs, lequel est lié au couple à transmettre. Il est possible d’analyser les résultats d’une simulation permettant de quantifier les contraintes dans les dentures. Pour cela, un modèle d’étude (voir figure 3) a été réalisé avec les paramètres suivants : - matériau polyamide PA type 6 ;(plastique) - effort de 2,2 N appliqué sur la roue 3 par le pignon 2 ; - effort de 6,9 N appliqué sur le pignon 3 par la couronne dentée. Ces valeurs ont été déterminées à partir du couple à transmettre. Figure 1 : exemples de modules normalisés et largeur d’une dent Pignon 3 Couronne dentée Couple à transmettre Effort Figure 2 : engrenage sollicité 2/2 EFM Module : IAO TS-Génie Mécanique On donne :  Maillage : Taille d’élément 1mm Flèche absolu 0,5 Type d’élément Parabolique  Lancer la simulation statique et générer un rapport Sur un document Word Q3.1) Déterminer le nombre de nœud et nombre d’éléments. Q3.2) Donner la valeur du déplacement Maximum en mm. Q3.3) Donner la valeur du contrainte maximale selon critère de Von Mises en MPa. Q3.4) Si la limite élastique du matériau est 103 MPa , déterminer le Facteur de sécurité Minimum s. Figure 3 : modèle d’étude DOSSIER TECHNIQUE DT 1/4 EFM Module : IAO TS-Génie Mécanique MISE EN SITUATION Robot domestique laveur de sol SCOOBA 385 1) Présentation du système Le robot domestique nettoyeur de sol doit remplir les mêmes fonctions de service que sa version industrielle. L’enjeu, pour le concepteur, est de rendre la machine autonome et d’adapter le produit aux éléments suivants de son environnement :  la surface à nettoyer, limitée à 80 m2 avant recharge ;  la nature des obstacles (tapis, meubles, escaliers, etc.). FS1 : nettoyer le sol de façon autonome. FS2 : éliminer les saletés et les tâches. FS3 : laver avec une solution nettoyante. FS4 : être autonome en énergie. FS5 : se déplacer en tenant compte des obstacles. Robot domestique laveur de sol SCOOBA 385 Cette icône indique les éléments et fonctions devant évoluer pour une application domestique diagramme des interacteurs du robot Scooba 385 DOSSIER TECHNIQUE DT 2/4 EFM Module : IAO TS-Génie Mécanique 2) Fonctionnement du robot En ce qui concerne le processus de nettoyage, il reste le même que celui du système industriel. Le robot doit successivement préparer le sol, nettoyer, frotter et sécher tout en se déplaçant. 3) Analyse fonctionnelle descendante de la fonction FS1 Étape 1 Aspiration des particules de poussières et autres petits débris Étape 2 Diffusion d’une solution détergente en spray Étape 3 Brossage du sol Étape 4 Récupération de l’eau sale pour permettre un séchage plus rapide du sol SENS DU DEPLACEMENT Processus de nettoyage DOSSIER TECHNIQUE DT 3/4 EFM Module : IAO TS-Génie Mécanique 4) Réducteur à train d’engrenage DOSSIER TECHNIQUE DT 4/4 EFM Module : IAO TS-Génie Mécanique 5) Schéma cinématique du réducteur à train d’engrenages : uploads/Industriel/ efmg4-iao.pdf