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CONSTRUCTION MECANIQUE TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE, HYDRAULIQUE ET PNEU

CONSTRUCTION MECANIQUE TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE, HYDRAULIQUE ET PNEUMATIQUE PROGRAMME DES TERMINALES S3, T1 et 3éme BT/MA 2009 DJIBRIL DIALLO FACICULE 18/02/2009 CONSTRUCTION MECANIQUE TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE, HYDRAULIQUE ET PNEUMATIQUE PROGRAMME DES TERMINALES S3, T1 et 3éme BT/MA SOMMAIRE I- TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE SANS MODIFICATION DE LA VITESSE ANGULAIRE. I 1- Paliers I.2- Accouplements I.3- Embrayages I.4- Freins II- TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE AVEC MODIFICATION DE LA VITESSE ANGULAIRE. II.1- Roues de friction II.2- Poulies et courroies II.3-Variateurs de vitesses II.4- Roues et chaînes II.5- Engrenages II.6-Réducteurs II.7-Boites de vitesses III- TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE AVEC TRANSFORMATION DE MOUVEMENT. III.1- Bielles manivelles III.2- Cames III.3- Excentriques IV.4- Vis écrou IV- TRANSMISSION DE PUISSANCE HYDRAULIQUE ET PNEUMATIQUE IV.1- Introduction à l’Hydraulique et la Pneumatique IV.2- Eléments de circuits IV.3- Vérins IV.4- Distributeurs IV.5- Pompes IV.6- Compresseurs IV.7- Moteurs TRANSMISSION DE PUISSANCE MECANIQUE 1. DEFINITION La transmission de puissance mécanique se pose à partir des données suivantes : Puissance à transmettre ; Nature des mouvements ; Positions relatives entre les organes d’entrée et de sortie ; Mobilité relative entre les organes. La transmission est un dispositif mécanique qui transmet le couple (effort de torsion) d’un arbre moteur M à un arbre récepteur R. ces arbres peuvent être : Alignés Parallèles Concourants Quelconques Cette transmission peut se faire selon deux modes : par adhérence ou par frottement. Ce dispositif accroît ou multiplie le couple délivré par le moteur par l’adaptation aux conditions d’efforts et de vitesses. Une transmission est nécessaire parce que le moteur lui-même ne développe pas suffisamment de couple pour toutes les différentes conditions dues aux différentes variables telles que : la charge (poids total), la vitesse et les rampes (plan incliné). Le couple n »est pas la puissance la puissance est la mesure de l’intensité du travail, ce qui entraîne la prise en compte du facteur temps. Expression de la puissance : P (watt) = C (N.m).ω avec ω (rad/s) = 2ΠN (tr/min) 2. TYPES DE TRANSMISSION DE PUISSANCE Par adhérence : Par frottement Embrayages Roues de friction Poulies courroies Engrenages Chaînes Vis écrou Cames Excentriques Bille manivelle Accouplements rigides Poulies et courroies crantées 3. NATURE ET TRANSFORMATION DES MOUVEMENTS Les mouvements les plus simples à mettre en œuvre sont : La rotation par rapport à u axe La translation rectiligne. Les mouvements sont modifiables et la transformation se fait suivant : Rotation ω1 Rotation ω2 Rotation ω1 Translation V2 Translation V1 Translation V2 4. ORGANES MOTEURS Les moteurs conventionnels sont du type : Electrique Fluidique (air, huile) Thermique mélange air carburant) 5. PARAMETRES DE DEFINITION D’UNE TRANSMISSION Une transmission de puissance sera définie par : L’ordre de grandeur de la puissance à transmettre associée à la vitesse angulaire. Cela permet de calculer le couple transmis dont la valeur en dernier ressort préside au choix de la dimension de l’organe ; L’ordre de grandeur des tolérances de positionnement ; L’ordre de grandeur des chocs ou irrégularités cycliques ; Le rapport de vitesses variables ou non ; La transmission permanente ou temporaire. PALIERS 1 - Fonction d'un palier 2 - Classification 3 - Palier fluide FONCTION D’UN PALIER Assurer le guidage en rotation dans une liaison rotoïde. . Supporter des efforts radiaux et éventuellement axiaux. CLASSIFICATION Les paliers sont classés d'après les efforts qu'ils supportent. ARBRE HORIZONTAL ARBRE VERTICAL Effort radial seul Efforts radial et axial Effort radial seul Efforts radial et axial Palier porteur Palier butée Palier.vertical ou boitard Crapaudine PALIERS A BAGUE OU A COUSSINET Le frottement acier sur fonte du palier simple a une valeur acceptable, mais, si l'usure est surtout subie par la fonte, le palier est à remplacer lorsque l'alésage est notablement ovalisé par cette usure. La solution à ce problème est donnée par l'emploi d'une bague: - dont le coefficient de frottement avec l'arbre est aussi faible que possible; - dont la dureté est telle que la bague supporte seule l'usure (qu'on cherche cependant à rendre aussi petite que possible); - dont l'immobilisation et le démontage sont aussi faciles que possible; - dont le point de fusion est suffisamment élevé pour que le métal ne coule que si la température atteinte est nettement anormale; - qui peut, si possible, se déformer légèrement, mais sans s'écraser sous l'action de la charge; - qui est bonne conductrice de la chaleur pour évacuer celle produite par le frottement. Dans le type le plus simple, on a une bague en bronze (ou même en fonte) emmanchée à force ou, mieux, immobilisée par: un ergot, une vis à bout pointu, une vis entre cuir et chair. On peut aussi avoir deux bagues épaulées, opposées, formant entre elles un réservoir de lubrifiant. Différents types de coussinets Lorsque le palier est en deux parties, le coussinet est, lui aussi, en deux parties, maintenues par le corps et le chapeau, immobilisées en translation par des joues et en rotation par un tenon logé dans un évidement du chapeau. PALIER FLUIDE Principe L'arbre monté dans le palier n'est pas en contact avec le métal; il est, pendant le fonctionnement, suspendu dans un champ de pressions. Palier fluide Butée fluide Avantage : Sur rectifieuses, le palier fluide ne transmet pas à la meule les vibrations qui donnent naissance à des défauts d'état de surface. ACCOUPLEMENTS, EMBRAYAGES, FREINS 1 - Généralités et définitions 2 - Défauts d'alignements 3 - Accouplements permanents 3-1 - Accouplements rigides 3-2 - Accouplements élastiques ou flexibles 3-3 - Choix d'un accouplement 4 - Accouplements temporaires 4-1 - Embrayages 4-2 - Limiteurs de couple 4-3 - Freins 4-4 - Coupleurs 4-5 - Convertisseurs Les accouplements sont utilisés pour transmettre la vitesse et le couple, ou la puissance, entre deux arbres de transmission en prolongement l’un de l’autre comportant éventuellement des défauts d’alignement. Il existe une étonnante diversité de solutions aux possibilités complémentaires pouvant répondre à une multitude de cas posés. A eux seuls ils occupent toute une industrie. La plupart des accouplements décrits dans ce chapitre sont disponibles commercialement. Principe d’accouplement des arbres de transmission I – GENERALITES ET DEFINITIONS 1. Puissance et couple transmissibles par les accouplements Ils sont liés par la formule : P : puissance transmise en watts C : couple transmis en N.m w : vitesse de rotation en rad/s N : vitesse de rotation en tr/min Exemple : quelle est la valeur du couple si la puissance transmise est de 10kw à 500tr/min ? A couple constant, si la vitesse augmente, la puissance transmise augmente dans les mêmes proportions. 2. Définitions Accouplement permanent : il est dit permanent lorsque l’accouplement des deux arbres est permanent dans le temps. Le désaccouplement n’est possible que par démontage du dispositif. Accouplement temporaire : il est dit temporaire lorsque l’accouplement ou le désaccouplement peuvent être obtenus à n’importe quel moment, sans démontage du dispositif, suite à une commande extérieure (intervention humaine ou commande automatisée). Accouplement ou joint homocinétique : un accouplement est dit homocinétique lorsque la vitesse de rotation de l’arbre d’entrée (N1) est rigoureusement identique à celle de l’arbre de sortie (N2), N2 = N1 à tout instant. 3. Défauts d’alignements des accouplements Le choix d’un type d’accouplement dépend d’abord des défauts d’alignement pouvant exister entre les deux arbres : désalignements radial, axial, angulaire et écart en torsion. 1. Principaux types d’accouplements Accouplements permanents Accouplements temporaires Accouplements rigides Accouplements élastiques ou flexibles Cardans et assimilés Pas de désalignement Aucun désalignement possible - A plateaux - A manchon goupillé - A douille biconique Non flexible en torsion - Joint d’Oldham - A denture bombée - A soufflet Flexible en torsion - A ressort - A membrane souple - A blocs élastiques Désalignement angulaire - Joint de cardan - Joint tripode - Joint à 4 billes Embrayages Freins divers - A disques - Coniques - Centrifuges - à tambour - à disque - à bande - limiteurs de couple - roues libres - coupleurs - convertisseurs II – ACCOUPLEMENTS PERMANENTS 1. Accouplements rigides Ils doivent être utilisés lorsque les arbres sont correctement alignés (ou parfaitement coaxiaux). Leur emploi exige des précautions et une étude rigoureuse de l’ensemble monté, car un mauvais alignement des arbres amène un écrasement des portées, des ruptures par fatigue et des destructions prématurées du système de fixation. Accouplement à plateaux Très utilisés, précis, résistants, assez légère, encombrants radialement, ils sont souvent frettés ou montés à la presse. La transmission du couple est en général obtenue par une série de boulons ajustés. En cas de surcharge, le cisaillement des boulons offre une certaine sécurité. a. Manchons à goupilles Dans le cas des petits accouplements, c’est le plus simple. Les deux goupilles travaillent au cisaillement et offrent une certaine sécurité en cas de surcharge. Variantes : goupilles remplacées par des clavettes ou des cannelures. L’arrêt en translation du manchon peut être réalisé par une vis de pression agissant sur la clavette, par une goupille passant entre les deux extrémités des deux arbres, par un circlips b. Manchons à douille biconique Ce sont les plus récents. Ils présentent une grande facilité de montage et de démontage et permettent l’utilisation uploads/Ingenierie_Lourd/ facicule-construction-m4canique.pdf