Ingénierie mécanique

L’Ingénierie … Branche d’études où on fait l’analyse et l’exécution de projets technologiques.

L’ingénierie mécanique … Branche de l’ingénierie qui se concentre sur la conception, la production, l’analyse, le fonctionnement et le perfectionnement des objets technologiques dans lesquels des pièces sont en mouvement.

Étude du mouvement ▪ Les caractéristiques des liaisons ▪ Le guidage et les liaisons ▪ La transmission du mouvement ▪ La transformation mouvement ▪ Les changements de vitesse

Les liaisons dans les OT Elles permettent à deux pièces (au moins) de se maintenir ensemble.

En mécanique, un organe est … Une pièce ou un fluide qui remplit une fonction mécanique. goupille de sureté Courroie de transmission

Les 4 fonctions mécaniques élémentaires Fonction de liaison Fonction de guidage Fonction lubrification Fonction étanchéité

La fonction liaison

La fonction liaison Fonction mécanique assurée par tout organe qui lie ensemble différentes pièces d’un objet technique.

Caractéristiques des liaisons Les liaisons peuvent être … directes ou indirectes démontables ou indémontables rigides ou élastiques complète ou partielle

La liaison directe Les pièces tiennent ensemble sans l’intermédiaire d’organes de liaison. Couvercle de calculatrice

La liaison indirecte Les pièces ont besoin d’un organe de liaison pour tenir ensemble. Roues de patins

La liaison rigide Les surfaces des pièces liées sont rigides. Lames des ciseaux

La liaison élastique Les surfaces des pièces liées sont déformables. ou l’organe de liaison est déformable. Pneu sur une jante Support de caoutchouc pour silencieux

Une liaison démontable Une telle liaison permet de séparer les pièces sans les endommager. Elle est conçue de façon à ce qu’on puisse la monter et la démonter au besoin. Une pince à feuilles

Une liaison indémontable Une telle liaison n’est pas conçue en vue du démontage. Elle sera endommagée si on la démonte. Soudures des tubes

La liaison complète La liaison complète (aussi appelée totale) ne permet aucun mouvement des pièces liées les unes par rapport aux autres. Marteau et manche

La liaison partielle La liaison partielle permet à au moins une des pièces de bouger par rapport à l`autre. Roue de vélo

La fonction guidage

La fonction guidage est assurée par un organe qui dirige le mouvement d’une pièce mobile.

Guidage en translation Permet de guider en ligne droite le mouvement d’un objet. Glissières pour meubles

Guidage en rotation Il permet un mouvement circulaire de l’organe guidé.

Guidage hélicoïdal Il permet un mouvement hélicoïdal de l’organe guidé. Le mouvement hélicoïdal est une combinaison d’un mouvement de rotation autour d’un axe et d’un mouvement de translation autour de ce même axe.

Les systèmes de transmission de mouvement

La transmission de mouvement est une fonction mécanique qui consiste à communiquer le mouvement d’une pièce à une autre, sans modifier la nature de ce mouvement.

3 types d’organes Organe moteur: organe qui met le système en mouvement, qui reçoit la force nécessaire pour actionner le système. Organe mené: organe qui reçoit le mouvement. Organe intermédiaire: organe situé entre l’organe moteur et l’organe mené.

Réversibilité d’un système Un système est dit réversible lorsqu’on peut intervertir les organes moteur et mené et que le système fonctionne toujours. Système réversible Système irréversible

Les 5 STM Roues de friction Roues dentées (engrenage) Courroies et poulies Chaine et roues dentées Roues dentées et vis sans fin

Systèmes à roues de friction (SRF) • Système réversible. • Inconvénient : glissement quasi inévitable. • Exige une adhérence élevée entre les matériaux. • La vitesse de rotation d’une roue est inversement proportionnelle à son rayon (ou son diamètre). • Le sens de rotation alterne pour des roues adjacentes. • Système moins couteux et moins complexe à construire que les SRD.

Systèmes à roues dentées (SRD) • Système réversible, aussi appelé système à roues d’engrenage. • Alternance du sens de rotation pour des roues adjacentes. • Mouvement précis sans glissement. • La vitesse de rotation d’une roue est inversement proportionnelle à son nombre de dents. https://www.youtube.com/watch?v=L2WAgJd0CqE

Denture des roues dentées Voir page 438 OBS figures 13.22 et 13.23

Système à courroie et poulies (SCP) • Système réversible. • Inconvénient : glissement possible à moins de munir les poulies de gorges et d’utiliser une courroie crantée. Les vitesses de rotation se comportent comme dans le cas des systèmes à roues de friction.

Une courroie crantée

Système à chaine et roues dentées • Système réversible. • Inconvénient : une lubrification fréquente est nécessaire pour limiter le frottement et l’usure. • Les dents des différentes roues doivent être identiques. • Les maillons de la chaine doivent pouvoir s’engrener facilement sur les dents des roues. • On l’utilise pour transmettre le mouvement sur des roues qui sont éloignées les unes des autres.

Une casette 10 pignons, 13-26 (13 - … - 23 - 26)

Roues dentées et vis sans fin • Système non réversible (la vis sans fin est toujours l’organe moteur). • Le sillon de la VSF doit permettre aux dents de s’y engrener. • On utilise ce système dans les cas où on cherche une très grande diminution de vitesse mais un couple élevé.

Les changements de vitesse Http://www.youtube.com/watch?v=3ZSRO mootn4 Il y a changement de vitesse lorsque l’organe moteur et l’organe mené ne tournent pas à la même vitesse.

Changement de vitesse dans le système roue dentée et vis sans fin • Un tour de vis déplace la roue dentée d’un arc de cercle équivalent à la largeur d’une dent. • Pour un tour complet de VSF, une roue dentée à « n » dents effectue une rotation correspondant à 1/n tour. http://www.youtube.com/watch?v=DTkf0iS69hQ http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=G100w4Jh8iY http://www.youtube.com/watch?v=iQF41P2nfPQ

Changement de vitesse dans les autres systèmes Il y aura changement de vitesse lorsque le diamètre des roues n’est pas le même. Voir p 443 OBS tableau 13.31 Le rapport des vitesses = 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑠 𝑟𝑜𝑢𝑒 𝒎𝒐𝒕𝒓𝒊𝒄𝒆 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑠 𝑟𝑜𝑢𝑒 𝒎𝒆𝒏é𝒆

Les systèmes multiplicateur de vitesse et réducteur de vitesse • Une roue motrice plus grande qu’une roue menée agira comme système multiplicateur de vitesse. • Une roue motrice plus petite qu’une roue menée agira comme système réducteur de vitesse.

Vitesse de rotation 𝑫𝒎𝒐𝒕𝒓𝒊𝒄𝒆 𝑫𝑚𝑒𝑛é𝑒 = 𝑽𝑚𝑒𝑛é𝑒 𝑽𝒎𝒐𝒕𝒓𝒊𝒄𝒆 • Le rapport des diamètres (ou rayons) des roues motrice et menée est égal à l’inverse du rapport de leurs vitesses de rotation (tours/min). 𝑫𝒎𝒐𝒕𝒓𝒊𝒄𝒆 𝑫𝑚𝑒𝑛é𝑒 = 𝑽𝑚𝑒𝑛é𝑒 𝑽𝒎𝒐𝒕𝒓𝒊𝒄𝒆 Roues de friction

Vitesse de rotation Roues dentées 𝑵𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑐𝑒 𝑵𝑚𝑒𝑛é𝑒 = 𝑽𝑚𝑒𝑛é𝑒 𝑽𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑐𝑒 • Le rapport du nombre de dents des roues motrice et menée est égal à l’inverse du rapport de leurs vitesses de rotation (tours/min). Roues dentées 𝑵𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑐𝑒 𝑵𝑚𝑒𝑛é𝑒 = 𝑽𝑚𝑒𝑛é𝑒 𝑽𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑐𝑒

Les systèmes de transformation de mouvement

Un système de transformation du mouvement est un ensemble d’organes dont la fonction est de convertir un mouvement de translation en un mouvement de rotation ou vice versa.

Système à pignon et crémaillère • Système réversible. • Peut transformer une rotation en translation et vice versa. • Les 2 organes peuvent jouer, alternativement, le rôle d’organe moteur. • La roue dentée se nomme le « pignon » alors que la tige dentée est la « crémaillère ».

Un tirebouchon

Direction à crémaillère

Système à vis et écrou • Système non réversible. • Transforme une rotation en translation.

SVÉ de type I Dans ce cas, … la vis est l’organe moteur … l’écrou est guidé en translation par des glissières … la rotation de la vis est transformée en translation de l’écrou

Un étau

Un cric d’automobile

SVÉ de type II Dans ce cas, … l’écrou est l’organe moteur. … on empêche la vis de tourner. … la rotation de l’écrou est transformée en une translation de la vis.

Une clé à tuyau SVÉ de type 2 Un tendeur de câble

SVÉ type I SVÉ type II

http://colbertserv. lyceecolbert- tg http://colbertserv.lyceecolbert- tg.org:3007/cours_transformateurs_et_transmetteurs/viewer/visu.php?f=19 4

Système à bielle et manivelle • Système réversible. • Une tige rigide, la bielle, transforme le mouvement d’une pièce en rotation, la manivelle, en un mouvement de translation alternatif. • Ce mouvement alternatif peut être imprimé à un piston ou un coulisseau.

http://edpi.laon.n3xt3k.net/wb/pages/activite-3---comprendre-un-mecanisme--.php

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cshaft.gif http://animagraffs.com/how-a-car-engine-works/

Système à manivelle et coulisse • Système réversible. •La manivelle, transforme un mouvement de rotation continu ou alternatif en un mouvement de translation grâche à une pièce , la coulisse (pièce rainurée).

Système à came et tige guidée • Ce système (non réversible) permet de transformer le mouvement de rotation d’une came en un mouvement de translation alternatif d’une tige (un mouvement de va-et- vient). • Un ressort est nécessaire pour permettre à la tige de rester en contact avec la came. • La forme de la came détermine la façon dont la tige guidée (aussi appelée tige-poussoir) se déplace.

https://www. youtube. com/watch. v=PwbCogg1in4 https://www. youtube https://www.youtube.com/watch?v=PwbCogg1in4 https://www.youtube.com/watch?v=r96tepCk17w

En résumé http://www2.cslaval.qc.ca/cdp/UserFiles/File/previews/mecanismes/