2039751347732511.PDF Construction mécanique Bac Pro - Livre professeur - Ed.2010

Les d oss i e rs i n d u str i e Ls

Construction mécanique Li Vr e d u Pro Fess e u r

Seconde, première et terminale professionnelles

Jean-Marc CélArier Calogero MinACori

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Réalisation : Jérôme Pagès © HACHETTE LIVRE 2010, 43, quai de Grenelle, 75905 Paris Cedex 15 ISBN : 978-2-01-181128-8 www.hachette-education.com Tous droits de traduction, de reproduction et d’adaptation réservés pour tous pays. Le Code de la propriété intellectuelle n’autorisant, aux termes des articles L. 122-4 et L. 122-5, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et, d’autre part, que « les analyses et les courtes citations » dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite ». Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, sans autorisation de l’éditeur ou du Centre français de l’exploitation du droit de copie (20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris), constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du Code pénal.

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sommaire Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Dossiers d'activité Tome 1 Ci1 Lire, Identifier un système global, un ouvrage Ci1-1 Identifier la frontière physique d’un système, sa situation dans une chaîne de production . . . . . . 9 Ci2 Analyser le système, comprendre le fonctionnement Ci2-1 Isoler un système, identifier la matière d’œuvre et la valeur ajoutée, énoncer une fonction globale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Ci2-2 Identifier des données d’entrée, de sortie, des données de contrôle, des contraintes, des relations avec l’environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9, 10 Ci2-3 Utiliser une analyse descendante, un outil de description fonctionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Ci2-4 Identifier les degrés de mobilité entre deux solides, en déduire la liaison mécanique élémentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Ci2-5 Regrouper les pièces d’un système en classes d’équivalence, compléter un schéma cinématique, utiliser un modeleur volumique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Ci3 Représenter, modéliser un système ou un ouvrage Ci3-1 Identifier et dessiner les formes élémentaires d’une pièce en appliquant les règles européennes de projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci3-2 Effectuer des coupes et sections, des vues partielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 à Ci3-3 Symboliser un filetage, un taraudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci3-6 Modifier un modèle existant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14 20 21 23

Ci4 Identifier des solutions constructives Ci4-1 Identifier la nature du matériau d’une pièce et expliquer son mode d’obtention . . . . . . . . . . . . Ci4-2 Identifier des éléments réalisant une liaison fixe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 à Ci4-3 Identifier une liaison encastrement par ajustement serré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci4-4 Identifier une liaison pivot et justifier les solutions constructives qui la réalisent . . . . . . . . 30, Ci4-5 Identifier une liaison glissière et justifier les solutions constructives qui la réalisent . . . . . . . . Ci4-6 Identifier une liaison hélicoïdale et justifier les solutions constructives qui la réalisent . . . . . . .

25 28 29 31 32 32

Ci5 Calculer, vérifier des éléments Ci5-1 Vérifier l’aptitude d’un système comportant un ou plusieurs vérins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Ci5-4-A Déterminer une transmission de mouvement de rotation engrenages, poulies . . . . . . . . . . . . 33, 34

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Dossiers d'activité Tome 2 Ci3 Représenter, modéliser un système ou un ouvrage Ci3-4 Représenter symboliquement une soudure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35, Ci3-13 Effectuer des fonctions répétition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci3-14 Créer un assemblage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci3-15 Créer une pièce de tôlerie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci3-17 Déterminer une cote fonctionnelle, effectuer une chaine de cotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci3-18  Interpréter une spécification géométrique de position et les spécifications dimensionnelles associées de forme et orientation . . . . . . . . . . . . . . . . 38, Ci3-19 Interpréter une spécification géométrique de battement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci3-20 Interpréter une spécification d’état de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41,

36 36 36 36 37 39 40 42

Ci4 Identifier des solutions constructives Ci4-7 Identifier une fonction lubrification, étanchéité statique ou dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Ci4-8 Identifier et justifier un engrenage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Ci4-9 Identifier une transmission de mouvement autre que par engrenages . . . . . . . . . . . . . . . . . 44, 45 Ci5 Calculer, vérifier des éléments Ci5-2 Déterminer les caractéristiques d’un mouvement rectiligne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-3 Déterminer les caractéristiques d’un mouvement circulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-4-B Déterminer une transmission de mouvement de rotation par train épicycloïdal . . . . . . . . . . . . . Ci5-5 Déterminer les caractéristiques d’un mouvement plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-6 Déterminer graphiquement les actions inconnues exercées sur une pièce soumise à trois forces concourantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-7 Déterminer analytiquement les actions inconnues exercées sur une pièce soumise à trois forces parallèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-8 Identifier le phénomène de frottement, en prévoir les incidences sur le système . . . . . . . . . . . . Ci5-9 Rechercher dans une documentation et identifier les grandeurs caractérisant mécaniquement un matériau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51, Ci5-10 Vérifier l’aptitude à l’emploi (contrainte et déformation) d’une pièce sollicitée à une traction ou compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-11  Vérifier l’aptitude à l’emploi (contrainte et déformation) d’une pièce sollicitée à un cisaillement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-12 Vérifier l’aptitude à l’emploi (contrainte et déformation) d’une pièce sollicitée à une torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-13 Vérifier l’aptitude à l’emploi (contrainte et déformation) d’une pièce sollicitée à une flexion plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-14A Appliquer les lois de la dynamique à un solide en mouvement rectiligne . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-14B Appliquer les lois de la dynamique à un solide en mouvement de rotation . . . . . . . . . . . . . . . . Ci5-15A Déterminer une quantité d’énergie, un travail, un rendement mécanique, une puissance . . . . . . . Ci5-15B Déterminer une quantité d’énergie, un travail, un rendement mécanique, une puissance . . . . . .

4

46 47 47 48 49 50 51 52 52 53 54 54 54 55 55 55

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Ci6 Concevoir, modifier, proposer des adaptations Ci6-2 Modifier un système ou sous-système de transmission par bielle/manivelle . . . . . . . . . . . . 55 à Ci6-3 Modifier un système ou sous-système de transmission par came . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 à Ci6-4 Modifier un système ou sous-système de boite de vitesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ci6-5 Modifier un système ou sous-système compresseur ou pompe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61,

57 59 60 62

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Préambule Les centres d’intérêt et la construction mécanique Le centre d’intérêt est le « fil rouge » des savoirs mis en jeux dans les activités proposées à l’ensemble des élèves à un instant donné. Il permet d’organiser la progression de la construction des compétences. La construction mécanique peut comporter six centres d’intérêt à répartir, selon les filières professionnelles, sur la totalité du temps de formation.

Centres d’intérêt et compétences de construction mécanique Chacun des six centres d’intérêt de la construction mécanique est exprimé sous forme de compétences. Selon le champ professionnel de l’élève, certaines sont à traiter pendant le cycle qui conduit à la certification intermédiaire, les autres durant le cycle conduisant à la certification terminale

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Démarche pédagogique La démarche pédagogique proposée dans les deux tomes du livre de l’élève se fonde sur un enseignement et un suivi individualisé, il doit comporter les phases suivantes : • Le diagnostic ou le positionnement : il a pour objectif de faire le point sur les savoirs et savoir faire déjà acquis par l’élève, ainsi que du degré d’acquisition. • La construction d’un parcours de formation et l’organisation des séquences pédagogiques. • La réalisation de la formation. • L’évaluation formative et sommative. • La « remédiation » éventuelle. Cette démarche pédagogique s’appuie sur des dossiers d’activité qui couvre l’ensemble des compétences de construction mécanique à construire avec l’élève préparant un BAC PRO industriel. Elle se fonde sur la simultanéité de l’activité pratique de réalisation de l’élève et son activité intellectuelle d’acquisition des savoirs théoriques nécessaires. Ainsi, pour l’élève, la théorie et la pratique de la construction mécanique progressent en même temps en s’appuyant l’une sur l’autre.

À partir d’un ordre de travail, l’élève doit conduire une activité en réalisant une tâche de la construction mécanique en lien avec son champ professionnel. Cette tâche comporte un problème technique à résoudre. Le problème technique à résoudre constitue un « obstacle » que l’élève ne peut franchir sans l’acquisition d’une compétence nouvelle. Cette acquisition est à la fois l’objectif pédagogique visé et l’objet du problème technique posé. Pour résoudre le problème technique et réaliser la tâche conduisant à l’acquisition de la compétence nouvelle, l’élève dispose de ressources. • S’il y a lieu, les compétences déjà acquises qui seront consolidées. • Ses propres capacités qu’il développera. • Les ressources documentaires écrites, informatiques… relatives à la compétence nouvelle. • Le professeur lui-même qui apporte à l’élève, la ressource dont il a besoin : information, explication, piste de recherche, démonstration… Toutes ces ressources sont mises à disposition de l’élève qui y fait appel pour avancer dans la résolution du problème technique posé. La synthèse est une action du professeur vers l’élève ou un groupe d’élèves, pour stabiliser la connaissance et le savoir faire nouveaux, et l’amener à les mémoriser pour une utilisation dans d’autres situations professionnelles. Elle peut s’appuyer sur la visualisation d’un diaporama par exemple, et doit déboucher sur un document que l’élève place dans son « classeur », marquant ainsi le passage dans le domaine des compétences acquises. Les fiches ressources du livre, en plus de constituer une ressource documentaire, sont aussi conçues pour cette utilisation.

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P

Dossiers d’activité TOME 1 Ci 1-1

Page 9

Frontière du système

Ci 2-1

Page 11 • Identifier et écrire la matière d’œuvre à l’état initial : air à la pression atmosphérique. • Identifier et écrire la matière d’œuvre à l’état final : dépression d’air. • Choisir l’énoncé de la fonction globale de la pompe à vide : créer une dépression d’air.

Ci 2-2

Page 14 activité 1 2 « En fonctionnement, la pompe assure une dépression d’air de 1,8 MPa. »

Cette phrase donne les contraintes de configuration.  

C

« La tension de la courroie se fait à l’aide du boulon repère (36). » Cette phrase donne les contraintes de réglage. 

R

« Cette courroie transmet le mouvement de rotation depuis le moteur par l’intermédiaire de l’arbre à cames. » Cette phrase donne la contrainte d’énergie.

W

« … la pompe fonctionne donc en permanence avec le moteur. » Cette phrase donne la contrainte de commande.

E

Remarque : suivant le point de vue plusieurs solutions peuvent être considérées comme justes. Construction mécanique

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Ci 2-2

Page 14 activité 1 Compléter l’actigramme W

C

• • Entraînement par courroie • •

R

• • • Dépression de 1,8 MPa •

Air à la pression atmosphérique

• Réglage de la courroie • • •

Créer une dépression d'air

E

• • • • Fonctionnement permanent

Dépression d'air

Pompe à vide

Ci 2-2

Page 15 activité 2 Inscrire la matière d’œuvre d’entrée

Inscrire la matière d’œuvre de sortie

Air à la pression atmosphérique

Dépression d'air

FP

Pompe à vide FC1 W mécanique

FC2

Inscrire deux milieux techniques (voir fiche-ressource)

Carter Moteur

FC3

Courroie

Ci 2-2

Page 16 activité 3

10

Inscrire le nom du système

FC2

Assurer la liaison avec le moteur

FC3

Recevoir l’énergie mécanique

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P

Ci 2-3

Page 17 activité 1

1

2

3

Nœud



Nœud



A-0

Unité de forgeage 12 tonnes



A0

Former la pièce



A2

Manipuler le lingot

Matière d’œuvre initiale

Titre

Matière d’œuvre finale

Données de contrôle

Processeur

A0

Lingot brut Pièce formée au sol

Énergie électrique Consignes opératives Consignes de sécurité

Unité de forgeage 12 tonnes

A2

Lingot en Lingot position manipulé

Énergie électrique Consignes opératives Consignes de sécurité

Manipulateur

Données de contrôle

Processeur

Énergie hydraulique Consignes opératives Consignes de sécurité

Pince

Nœud

Matière d’œuvre initiale

Lingot en Lingot position tourné

A22

4

Matière d’œuvre finale

W hydraulique Lingot en position

Consignes opératives et de sécurité

Prendre lingot

Lingot pris

Préhenseur

W hydraulique

Consignes opératives et de sécurité Lingot tourné

Tourner lingot

Motoréducteur hydraulique

Nœud A22

Titre : Prendre et tourner le lingot Construction mécanique

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Ci 2-4

Page 19 activité 1



Contact entre les pièces



A

Formes géométriques des surfaces de contact

B

11 12

Degré de liberté possible translation

rotation

cylindre + plan (épaulement de la pièce 12)

0

0

encastrement

P



1

2

filetage + taraudage

1

1

hélicoïdale



2

3

cylindre + plan

0

0

encastrement



6

3

formes hélicoïdales

1

1

hélicoïdale

8, 11

cylindre + plans

0

1

7, 9, 10



Représentation volumique de la solution constructive

pivot

Ci 2-4

Page 20 activité 2

12

Type de liaison

Description de la Indiquer solution constructive le repère (Barrer les solutions des pièces incorrectes)



• Poignée + système vis/écrou • Pommeau + coussinet à collerette • Liaison démontable par système de pince



• Poignée + système vis/écrou • Pommeau + coussinet à collerette. • Liaison démontable par système de pince



• Poignée + système vis/écrou • Pommeau + coussinet à collerette • Liaison démontable par système de pince

Dessiner la liaison

P

7, 8, 9, 10

1, 2

P

3, 6

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P

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Ci 2-5

Page 21 activité 1 OUI

NON

Si oui, combien ? 0

Ci 2-5

Page 21 activité 2 {A} {B}

1 2 3

{C}

4 5 6 7

{D}

8 9

10 11 12

{A} {1}

{C} {4, 5, 6}

{B} {2, 3, 7, 9, 10}

{D} {8, 11, 12}

Ci 2-5

Page 21 activité 3

{C}

Hélicoïdale

{B}

Hélicoïdale

{A}

Pivot

{D} Ci 2-5

Page 22 activité 4

{C}

{B}

{A}

{D} Construction mécanique

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13 22/07/10 11:11

Page 22 activité 5

Page 23 activité

14

Ci 2-5

Ci 3-1

Construction mécanique

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P

Ci 3-2A

Page 25 activité 1 1

Rep.

Représentée en coupe



1

Oui



4

Oui



8

Oui



10

Oui



12



16



Oui

Non Non

Nom de la coupe A-A

B-B

C-C

A-A

B-B

C-C

Non

A-A

B-B

C-C

Non

A-A

B-B

C-C C-C

Non

A-A

B-B

Oui

Non

A-A

B-B

19

Oui

Non

B-B

C-C

23

Oui

A-A

B-B

C-C



35

Oui

Non

A-A

C-C

Non

A-A

B-B



38

Oui

Non

A-A



39

Oui

Non

B-B

C-C

A-A

B-B

C-C C-C

2

Construction mécanique

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15 22/07/10 11:11

3

Page 26 activité 2

P

Ci 3-2A

P

16

Construction mécanique

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Page 26 activité 3

Page 29 activité 1

Ci 3-2A

Ci 3-2B

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17 22/07/10 11:11

Ci 3-2B

Page 30 activité 2 1



Rep.

Désignation

Représentée en demi-coupe



3

Patin

Oui

Non



12

Corps de cylindre

Oui

Non



13

Tige de piston

Oui

Non



18

Piston

Oui

Non



19

Arbre bride

Oui

Non



20

Arbre moteur hydraulique

Oui

Non

2

P

Ci 3-2B

Page 31 activité 3 1

Volume n° 2

18

Construction mécanique

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2

Page 32 activité 4 1



Rep.

Ci 3-2B

Désignation

Frein manuel

1

Châssis



5

Poignée



20

1/2 levier extérieur



21

1/2 levier intérieur

Essieu moteur

8

Arbre d’essieu moteur



21

Chaîne



1

Châssis

2

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19 22/07/10 11:11

Ci 3-2B

Page 33 activité 5 1



Rep.

Désignation

Pièce symétrique



1

Châssis

Oui

Non



2

Boulon H M16

Oui

Non



3

Palier

Oui

Non



4

Galet

Oui

Non



12

Boulon H M12

Oui

Non



17

Chapeau avant

Oui

Non

2

20

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P

Page 35 activité 1

Ci 3-3

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21 22/07/10 11:11

Ci 3-3

PageS 36 et 37 activité 2

1

P

Longueur de perçage : 10 Longueur de taraudage : 8

VIS CS M2-8

2

Longueur sous tête : 8

3

22

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Page 39 à 50, Ci 3-4 à Ci 3-15, aucune correction Ci 3-6

ø 68 f7

ø 55 f7

53

M14

Page 51 activité 2

84

98

50 53

28 199

On trouve 5 à 7 erreurs d’écriture de cote.

Construction mécanique

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23 22/07/10 11:11

Page 52 activité 2

Ci 3-6

P

P

P

24

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Ci 4-1

Page 53 activité 1 Hachures Rep. Désignation Matière



A B (isolant) (conducteur)



1

Corps

EN AB-43000 [Al Si 10 Mg]

X



12

Couvercle

EN AB-43000 [Al Si 10 Mg]

X



18

Support de buse

EN AB-43000 [Al Si 10 Mg]

X

14

Embout

Cu Zn 20

X

2 3 11 15

Centreur Membrane Membrane avant Tube d’air comprimé

PA 6/6 NBR NBR PA 11





X X X X

Les hachures de la pièce 1 sont celles de l’aluminium ou d’un alliage d’aluminium.

Ci 4-1

Page 54 activité 2 Rep. 2 3 11 15

THERMOPLASTIQUE X

THERMODURCISSABLE

ÉLASTOMÈRE X X

X

THERMOPLASTIQUE élasticité

plasticité

rigidité

THERMODURCISSABLE élasticité

plasticité

ÉLASTOMÈRE

rigidité

élasticité

plasticité

Ci 4-1

Page 54 activité 3 Rep.

Désignation de la pièce

rigidité

Code Matière

Nom usuel de la matière

Signification du code matière.

1

Corps

EN AB-43000 [Al Si 10 Mg]

Alliage d’aluminium

Aluminium + 10% de silicium + du magnésium en faible teneur.

8

Ressort

C65

Acier

Pour traitement thermique et forgeage contenant 0,65% de carbone

14

Embout

Cu Zn 20

Alliage de cuivre

Cuivre + 20% de zinc

17

Axe de fixation

E 335

Acier

De construction mécanique, avec une résistance à la traction Re = 335 MPa

Proposer la désignation normalisée des matières suivantes : • Acier fortement allié contenant 0,02% de carbone, 18% de chrome et 8 % de nickel. X 2 Cr Ni 18 10 • Alliage de cuivre comprenant 39% de zinc et 2% de plomb Cu Zn 39 Pb 2 Construction mécanique

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25 22/07/10 11:11

Ci 4-2

Page 55 activité 1





N° Repères

Y a-t-il un mouvement

Citer la pièce

Formes géométriques

entre ces pièces (pendant

qui permet

de cette (ces) pièce(s)

le fonctionnement du système) ?

la liaison

permettant la liaison



1

1, 4, 5

Non

5

Filetage + surface plane



2

1, 9, 12

Non

9

Filetage + surface plane



3

1, 13, 14

Non

14

Filetage + surface plane



4

14, 15

Non

Aucune

Cylindre



5

5, 6, 10

Non

5

Filetage + surface plane



6

1, 16, 18, 19

Non

16

Filetage + surface plane



7

1, 20

Non

Aucune

Cylindre + plan Cylindre + filetage + plan

8 16, 17, 18 Non 16, 18 Rep.

26

Liaison directe

Liaison indirecte

Par ajustement ou adhérence



1

x

x



2

x

x



3

x



x



4

x







5

x

x



6

x

x



7



x



8

x



x

Par déformation ou pincement

x

x

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 26

22/07/10 11:11

P

Ci 4-2

Page 56 activité 2 Rep.

Liaison par goupille(s)

Désignation des pièces

(Entourer la réponse juste)

et éventuellement de la goupille • 1 Carter



{1, 32}

Oui

Non

• 32 Flasque de carter • 15 Roue creuse



{15, 16}

Oui

Non

• 16 Arbre transversal • 27 Excentrique

Oui

{27, 36}

• 36 Flasque d’excentrique

Non



• 35 Goupille élastique



• 37 Chape de réglage

Oui

{37, 54}

• 54 Axe de balancier

Non



• 55 Goupille élastique



• 42 Axe porte piston

Oui

{42, 46}

• 46 Porte piston

Non

• 41 Goupille V





42

1

Axe porte-piston

36 Ni Cr Mo 16



41

2

Goupille élastique 2x12



41

2

Goupille V, 2-14



40

1

Balancier

NF E 27 487

34 Cr Mo 4

Construction mécanique

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27 22/07/10 11:11

Ci 4-2

Page 57 activité 3 Rep. Désignation des pièces et de la clavette

Pièces réalisant le maintien en translation



• Arbre d’essieu moteur



• Clavette parallèle forme A, 20 × 12 × 71 • 11 Écrou à encoches

{8, 5, 6}

• 10 Rondelle frein



• Bague de galet

• (7 Entretoise)



• Arbre d’essieu moteur

• 10 Rondelle frein



• Clavette parallèle forme A, 20 × 12 × 71 • 11 Écrou à encoches

{8, 5, 9}



• Pignon d’essieu moteur

• (7 Entretoise)



• Arbre d’essieu moteur

• 10 Rondelle frein



• Clavette parallèle forme A, 20 × 12 × 71 • 11 Écrou à encoches

{8, 5, 6}



• Bague de galet

Page 57 activité 4 Rep.

P

• (7 Entretoise)

Ci 4-2

Désignation des pièces et des rivets • Bride, corps

{8, 12, 2, 10} • Lame de contact principal coudée

• Rivet creux 1,5 ¥ 0,25 ¥ 10



• Bride, corps

P

{8, 11, 2, 10} • Lame de contact principal droite

28

• Rivet creux 1,5 ¥ 0,25 ¥ 10

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 28

22/07/10 11:11

Ci 4-3

Page 59 activité 1

Ci 4-3

Page 59 activité 2 – – – – – – – – –

ø 20 H8 e8

ø 20 H7 p6

ø 20 H7 g6

ø 20 H7 k6

Diamètre maximum de l’arbre : ø 20 + 0,035 = ø 20,035. Diamètre minimum de l’arbre : ø 20 + 0,022 = ø 20,022. Diamètre maximum de l’alésage : ø 20 + 0,021 = ø 20,021. Diamètre minimum de l’alésage : ø 20,000. Jeu maximum : ø 20,021 – 20,022 = – 0,001. Le jeu est : négatif. Jeu minimum : 20,000 – 20,035 = – 0,035. Le jeu est : négatif. Nature de l’ajustement : Serré

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 29

29 22/07/10 11:11

Ci 4-4

Page 61 activité 1 1

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1

16

19

2

Coussinet à collerette C 25 ¥ 32 ¥ 32.

3

Coussinets à collerette d D D1 e L 6 10 14 2 6-10-16

4

30

Nouveaux coussinets :

d D D1 e L 25 32 39 3,5 20-27-32 Coussinet à collerette C 32 ¥ 40 ¥ 32.

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 30

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P

Ci 4-4

Page 62 activité 2 Rep.

Représentation volumique

Nb

Désignation

1

Roulement à billes à contact radial

(rayer les représentations fausses)

4

30-BC 02 X 13

2

Roulement à rouleaux coniques 40-KB 03 X

28

1

Roulement à billes à contact radial 30-BC 03 X

Charges supportées Rep. (rayer les réponses fausses) Axiale 4 Radiale Axiale 13 Radiale Axiale 28 Radiale

nulle faible forte nulle faible forte nulle faible forte nulle faible forte nulle faible forte nulle faible forte

Pièce arrêtant le roulement

Rayer les réponses fausses Bague montée serrée

Réglage du jeu axial

Anneau Épaulement élastique sur 3 2

Intérieure ou Extérieure

Oui / Non

EntreÉcrou à toise 12 encoche 22 + + Rondelle Anneau élastique frein 21

Intérieure ou Extérieure

Oui / Non

Intérieure ou Extérieure

Oui / Non

à gauche

Épaulement sur 3

à droite

Anneau élastique 2

Construction mécanique

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31 22/07/10 11:11

Ci 4-5

Page 63 activité 1 Repères Désignation

Pièce empêchant la rotation

(37) (6)

– Chape de réglage – Barre de guidage

(43) vis de réglage

(46) (47)

– Porte piston – Corps de pompe à membrane

(40) balancier



Les diamètres des guidages cylindriques lisses sont : ø 25, ø 45.

Ci 4-5

Page 63 activité 1 D×L

Modification possible (rayer la réponse fausse)

Première douille

40 x 58

OUI / NON

Deuxième douille

n'existe pas

OUI / NON

Ci 4-6

Page 65 activité 1 Couple 1

Couple 2

Couple 3

Couple 4

Couple 5

Filetage

5

6

12

19

23

Taraudage

9

19

16

22

21

 Couple de pièces possédant une possibilité de mouvement entre le filetage et le taraudage : 19 et 22. La vis doit effectuer 10/8 de tour, soit 1,25 tour.

32

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 32

22/07/10 11:11

P

Ci 5-1

PageS 67 et 68 activité 1

2

ø du vérin

ø 120

ø de la tige

ø 70

Course du vérin

500 mm

Taux de charge

η = 0,65

• Poussée théorique « F » du vérin : Fp Fp = F × η donc F = η 175 000 F = = 269230,76 N. 0,65 • Pression d’alimentation « p » du vérin : F F p= soit p = S π × R2 p=

269230,76 π × 602

p = 23, 8 MPa.

Ci 5-4A

Page 69 activité 1 Formule permettant la résolution.

r=

n2 Z = 1 n1 Z2

Effectuer, ci-dessous, les calculs pour les deux fréquences de rotation du moteur. n3 = 1 500 tr/min r=

n17 n3

=

n17 = n3 ×

Z3 Z 17 Z3 Z 17

n3 = 3 000 tr/min r=

n17 n3

=

n17 = n3 ×

Z3 Z 17 Z3 Z 17

n17 = 1 500 × 19 / 96

n17 = 3 000 × 19 / 96

n17 = 296,87 tr/min

n17 = 593,75 tr/min

Construction mécanique

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33 22/07/10 11:11

Ci 5-4A

Page 70 activité 2 Formule permettant la résolution.

r=

n2 d = 1 n1 d2

nmoteur = 3 500 tr/min r=

npoulie d n2 118 = 1 , d’où = n1 d2 3 500 71

Soit npoulie = 3 500 ¥ 118/71 = 5 816,9 tr/min.

34

Construction mécanique

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22/07/10 11:11

Dossiers d’activité TOME 2 Ci 3-4

Page 9 activité 1 • Nombre de soudures : 10. • Le repère 9 est-il une soudure : non. • Pourquoi ? C’est un joint torique.

Ci 3-4

Page 9 activité 2

A

C

B

D

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 35

35 22/07/10 11:11

Ci 3-4

Page 10 activité 3

– Peut-on séparer ces trois éléments (deux flasques et un support taraudé) sans les détériorer Non. – Pendant le fonctionnement, y a-t-il mouvement entre ces trois éléments ? Non. – Quelle solution technique a été retenue pour assembler ces trois éléments ? La soudure. – La liaison entre la pièce (29) et la pièce (1) est une liaison : encastrement. – La liaison entre la pièce (29) et la pièce (13) est une liaison : encastrement. – Donner la solution technique des liaisons suivantes : • entre les pièces (29) et (1) : par vis ; • entre les pièces (29) et (13) : par serrage.

Ci 3-13

Page 11 activitéS 1 et 2 Voir fichiers informatiques de correction : Tole_perforée_correction Donner le nombre de perçage sur la ligne horizontale Donner le nombre de perçage sur la ligne verticale Donner le nombre de perçage total de la tôle perforée

71 48 48 x 71 = 3 408

Voir fichiers informatiques de correction : piston_correction

Page 13 activitéS 1 et 2

Ci 3-14

Voir fichiers informatiques de correction : assemblage_lave-bouteille_correction Un certain nombre de pièces sont en liaison fixe avec la tige repère3, noter ces différentes pièces • Tige repère 3 • Pince 2 • Axe de pommeau 7 • Rondelle LL6 9 • Vis CHC 10

Page 15 activitéS 1 et 2

Ci 3-15

Voir fichiers informatiques de correction : tôle_correction Voir fichiers informatiques de correction : capot 1_correction

Page 10 activité 3

Ci 3-15

Voir fichiers informatiques de correction : clip_correction Donner la longueur développée de ce clip : 30,02 mm.

36 P001-064-9782011811288.indd 36

22/07/10 11:11

P

Ci 3-17

Page 17 activité 3

Équation de la chaine de cotes :

a = a2 + a19 + a25 - a20

Construction mécanique

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37 22/07/10 11:11

Ci 3-18

Page 19 activité 1

ø 0,1

ø 84

ø 68 f7

0,1 ø 55 f7

M10

0,1

53

96

30

199

38

Construction mécanique

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22/07/10 11:11

P

Ci 3-18

Page 20 activité 2

240

ø 68 H7

0,1

ø 68 H7

0,1

25

ø 64

76

12 ø 84

ø0,1

Tolérances générales ISO 2768 - mk

Construction mécanique

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39 22/07/10 11:11

Page 21 activité

40

Ci 3-19

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 40

22/07/10 11:11

P

Ci 3-20

Page 23 activité

Dessiner dans la case Usinage par le symbole trouvé Rugosité enlèvement de copeaux sur le dessin

Procédé de fabrication spécifié



Oui

Non

Ra 6,3

Oui

Non



Oui

Non

Ra 3,2

Oui

Non



Oui

Non

Ra 1,6

Oui

Non

Construction mécanique

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41 22/07/10 11:11

Ci 3-20

Page 24 activité 1

P

P

Indice général de rugosité : Ra 3,2 Tolérances générales ISO 2768 - mk

42

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 42

22/07/10 11:11

Ci 4-7

Page 25 activité 1

Rep.

Nb

Désignation

Type d’étanchéité



9

2

Joint torique 129,5 ¥ 7

Statique

Dynamique



11

2

Joint U 10 ¥ 120 ¥ 12

Statique

Dynamique



18

1

Joint racleur 70 ¥ 90 ¥ 7

Statique

Dynamique



33

2

Joint BRA 100 ¥ 120 ¥ 3

Statique

Dynamique



34

1

Joint U 70 ¥ 90 ¥ 12

Statique

Dynamique

Ci 4-7

Page 26 activité 2

9

33

11

34

18

Construction mécanique

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43 22/07/10 11:11

Ci 4-8

Page 27 activité 1

Rep. 3 17

2

Nb 1 1

P

Désignation Pignon arbré Roue dentée

Rep. 3 17

m 3 3

d 57 288

da 63 294

Z 19 96

3

P

Page 29 activité

Ci 4-9A

Vitesse linéaire maximale admise : 40 m/s. La courroie utilisée est trapézoïdale. Calcul de v Dp mesuré = 53 mm/0,7 = 75,71 mm. v = 75,71 ¥ 10–3 ¥ 3,14 ¥ 1 500/60 = 5,94 m/s. La courroie convient.

44

Construction mécanique

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22/07/10 11:12

Ci 4-9B

Page 31 activité 1

Rep.

Nb

Désignation



21

1

Chaîne 16 B-2



9

1

Pignon d’essieu moteur

Référence

Ci 4-9B

Page 32 activité 2

Rep.

Nb

Désignation



21

1

Chaîne 16 B-3



Référence

Désignation

Charge de rupture en daN

Chaîne actuelle

Chaîne 16 B-2

8 450 daN

Nouvelle chaîne

Chaîne 16 B-3

12 675 daN

Construction mécanique

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45 22/07/10 11:12

Ci 5-2

Page 33 activité

Phase

Mouvement

Course e (mm)

Durée t (s)

Vitesse initiale v0 (m/s)

Vitesse finale v (m/s)

Accélération a (m/s2)

1

accéléré

?

?

0

1

1

2

constant

?

?

1

1

0

3

décéléré

?

?

1

0

–3

a = constante v = a t + v0 e = ½ a t2 + v0 t + e0 Calcul de t1 : à la fin de la phase (1) : v = a t + v0 devient 1 = 1 ¥ t, donc t = 1/1 = 1 s.

Calcul de e1 : e = ½ a t2 + v0 t + e0 devient e = ½ ¥ 1 ¥ 12, donc e = 0,5 m.

Calcul de la durée t3 : à la fin de la phase 3 : v = a t + v0 devient 0 = – 3 ¥ t + 1, donc – 3 t = – 1, soit t = 1/3 s.

Calcul de course e3 : e = ½ a t2 + v0 t + e0 devient e = ½ ¥ 1/3, donc e = 1/6 m soit environ 0,167 m.

D’où e2 = 1,5 m – e1 – e3 = 0,833 m.

Calcul de t2 : e = ½ a t2 + v0 t + e0 devient 0,833 = 1 t, donc t = 0, 833 s.

D’où t = t1 + t2 + t3 = 1 + 0,833 + 1/3 = 2,17 s.

46

Construction mécanique

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22/07/10 11:12

Ci 5-3

PageS 35 et 36 activité Vitesse angulaire : a = 52,36 rad/s

Tableau de données : Phase

Mouvement

Rotation q (rad)

Durée t (s)

Vitesse initiale w0 (rad/s)

Vitesse finale w (rad/s)

Accélération a (rad/s2)

1

accéléré

?

10

0

52,36

?

2

constant

52,36

52,36

0

Loi du mouvement choisie : w = a . t + w0.

Accélération a : a = 52,36/10 = 5,236 rad/s2.

Rotation q1 : q1 = 261, 8 rad soit 261,8/ 2π = 41,7 tours.

Accélération linéaire tangentielle aT : aT = 0,3 ¥ 5,236 = 1,57 m/s2.

Accélération linéaire normale aN : aN = 0,3 ¥ 52,362 = 822,47m/s2.

Vitesse linéaire tangentielle : v = 0,3 ¥ 52,36 = 15,7 m/s.

PageS 37 et 38 activité

Ci 5-4B

n4 d n × Z1 Z1 = 1 = , donc n4 = 1 Z2 d2 n1 − n4 Z1 + Z 2 n4A = 1500 ¥ 8 / (8 + 68) = 157,89 tr/min n4B = 157,89 ¥ 16 / (16 + 76) = 27,76 tr/min n4C = 27,76 ¥ 16 / (16 + 76) = 4,78 tr/min Vitesse linéaire du store : v = π.d.n / 60 = 30 mm/s Temps d’enroulement : t = L/v = 140 s soit 2,33 min (temps trop long)

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 47

47 22/07/10 11:12

Ci 5-5

Page 39 activité 1 Repère

Rotation

14

x

Translation

25

x

26

x

Autre

27

x

28

x

Excentration : 5 mm. Course 2 x excentration : 10 mm.

Page 40 activité 2

Ci 5-5

v1 = π.d.n / 60 = 1 832,6 mm/s (soit 1,83 m/s) Expressions correctes : • Première figure : v2 = 0 • Deuxième figure : v2 = max • Troisième figure : v2 = v1 Détermination graphique de v2

48

Construction mécanique

P001-064-9782011811288.indd 48

22/07/10 11:12

Ci 5-6

PageS 41 et 42 activité 1

Étude de l’équilibre du piston Action Appellation Direction Sens

2

Action au point B du levier sur le patin FB levier/patin

➞ F B

6 500 N

|



6 500 N

↑



➞ F A

|



Action au point A du galet sur le patin FA galet/patin

↑



Intensité (ou norme)

Étude de l’équilibre du levier Action Appellation Direction Sens

➞ F B

6 500 N

↑

|



Action au point B du patin sur le levier FB patin/levier

Intensité (ou norme)

Action au point C de l’écrou sur le levier FC écrou/levier

➞ F C

|

↓

?

Action au point D du châssis sur le levier FD châssis/levier

➞ F D

?

?

?

• Il s’agit d’une pièce soumise à trois forces concourantes. ➞

➞

➞

➞

F B mesure 130 mm donc || F B || = 6 500 N

F C mesure 52 mm donc || F C || = 2 600 N

➞

D

➞

F D mesure 131 mm donc || F D || = 6 550 N ➞

FB

➞

FC

B

C

➞

FD

➞

FC ➞

FB 1 mm correspond à 50 N

(Échelle non respectée sur ce corrigé.)

Construction mécanique

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49 22/07/10 11:12

Ci 5-7

PageS 43 et 44 activité Action Appellation Direction Sens

Intensité (ou norme)

Action au point A de la pièce sur la bride FA pièce/bride

➞ F A

|

↑

?

Action au point B de l’axe B sur la bride FB axe B/bride

➞ F B

?

?

?



➞ F C

|

↑

4 500 N



Action au point C de l’axe C sur la bride FC axe C/bride

P

Il s'agit d'une pièce soumise à trois forces parallèles.  F +F +F =0  A B C Équations du PFS :   MP FA + MP FB + MP FC = 0 A

B

LB

P

C

A

➞

➞

➞

FB

FC F A

B LA

C LC

➞

FC

LC

+ Résolution : MBFA + MBFB + MBFC = 0 avec MBFB = 0 on a – MBFA + MBFC = 0 donc FA = 4 500 ¥ 52 / 34 = 6 882 N. FA + FB + FC = 0 devient

soit – FA ¥ 34 + 4 500 ¥ 52 = 0

6 882 + FB + 4 500 = 0 soit FB = – 11 382 N.

FA est donc une force verticale, dirigée vers le haut et ayant une intensité de 6882 N FB est donc une force verticale, dirigée vers le bas et ayant une intensité de 11382 N Autre résolution avec l’autre modèle : MAFA + MAFB + MAFC = 0 avec MAFA = 0 on a MAFB + MAFC = 0 soit FB ¥ 34 + 4 500 ¥ 86 = 0 donc FB = – 4 500 ¥ 86 / 34 = – 11 382 N. FA + FB + FC = 0 devient FA – 11 382 + 4 500 = 0 soit FA = 6 882 N. On vérifie les mêmes résultats que précédemment.

50

Construction mécanique

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Ci 5-8

Page 45 activité 1 Expression du facteur d’adhérence μ1 : μ1 = tan j1 Calcul : μ1 = tan j1 = 0,1 donc j1= arctan 0,1 = 5,71° D’où a = 5,71°.

j1

Ci 5-8

Page 46 activité 2 MOF1 = 24 000 ¥ 200 ¥ sin j1 MOF1 = 24 000 ¥ 200 ¥ 0,099 = 477 618 N.mm j2 = arctan 0,4 = 21,80° r = R sin j2 = 200 x sin 21,80° = 74,28 mm MOF2 = 6 500 ¥ 74,28 = 482 808 N.mm MOF1 < MOF2

Ci 5-9

PageS 47 et 48 activité Calcul de l'aire de l'éprouvette : S = p.R2 S = p.22 = 12,57 mm2. Éprouvette

1

2

3

4

Matériau

C40

36 Ni Cr Mo 16

CW101C [Cu Be 2]

Re

355

1 275

1 350

240

R

620

1 710

1 400

390

EN AW-2017 [Al Cu 4 Mg Si]

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PageS 47 et 48 activité

Ci 5-9

(suite)   Fe S



Rr = 

Re =

Formules

Fr S



Éprouvette

1

2



Matériau

C40

36 Ni Cr Mo 16



Fe

4 500 N

16 000 N

16 750 N

2 400 N



Fr

7 700 N

21 400 N

17 500 N

4 050 N



Re (calculée)

358 Mpa

1 273 Mpa

1 333 Mpa

191 Mpa



Rr (calculée)

612 Mpa

1 703 Mpa

1 392 Mpa

322 Mpa



Conclusion Oui

Oui



Les valeurs Oui Non sont proches

3

Non

4

Cu Be 2 EN AW-2017

Non

Oui

Non

Remarque : L’essai de EN AW-2017 n’est pas sans doute pas correct et devra être refait.

Ci 5-10

PageS 51 et 52 activité 1

• Re = 850 MPa. • F = 31 500 N. • Calcul de S :

S = p.R2

S = p.102

S = 314 mm2.

• Calcul de s : 31500 314

s =

F S

s =

Rp =

Re k

Rp =

s =

F ≤ Rp. S

s = 100 Mpa.

• Calcul de Rp :

• Condition de résistance :

850 8

Rp = 106 Mpa.

• La condition de résistance est vérifiée. 2

52

F .L

Formule de la déformation élastique ∆L = E.S Calculs : ΔL = 3 200 ¥ 8 000 / 200 000 ¥ 314 = 0,4 mm.

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Ci 5-11

PageS 53 et 54 activité 1

Re = 255 MPa T = 3 200 N Nombre de sections : 2 S = 2 513 mm2 t = 3 200 / 2 513 = 1,27 MPa Rpg = 0,5 Re / k = 0,5 x 255 / 8 = 15,9 MPa

N

Condition de résistance : t = MPa

T ≤ Rpg. S MPa

mm2 La condition de résistance est respectée. 2

Formule de la déformation élastique

g =1×T G

S

Calculs : g = 1/ 80 000 x 3200 / 2513 = 1,59 rad.

Ci 5-12

PageS 55 et 56 activité 1

Vérification de la résistance Re = 700 MPa Mt = 120 N.m = 120 000 N.mm Ip = π. D4/32 = π x 304/32 = 79 521,6 mm4 tmax = rmax . Mt / Ip = 15 x 120 000 / 79521 = 22,63 MPa Rpg = 0,5 Rp = 0,5 x 700 / 8 = 43,75 MPa Condition de résistance : t max = rmax ×

Mt ≤ Rpg. Ip

La condition de résistance est effectivement respectée car 22,63 < 43,75. 2

Calcul de la déformation élastique Formule de la déformation élastique : q =

Mt . G × Ip

Calcul : q = 120 000 / (80 000 x 79 521,6) = 1,88 10–5 rad/mm soit 0,000188 rad/mm.

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Ci 5-13

PageS 58 et 59 activité 1

Résistance de la traverse Re = 235 MPa, Rp = 235/8 = 29,37 MPa, Rpg = 0,5 Rp = 14,69 MPa Iz = 4,997 . 108 mm4, S = 1936 mm2 Mfmax = F . L / 4 = 5 000 x 1 800 /4 = 2,25 106 N.mm T = 5 000 N t = T/S = 5 000/1936 = 2,58 MPa tmax = Mfmax / (Iz . V) = 2,25 106 / (4,997 108 / 75) = 0,34 MPa. Conditions de résistance :

t =

T ≤Rpg S

rmax =

Mfmax Iz / V

≤Rp

La condition de résistance au cisaillement est vérifiée car 2,58 MPa < 14,69 MPa. La condition de résistance à la flexion est vérifiée car 0,34 MPa < 29,37 MPa.

2

P

Déformation élastique Expression de la déformation élastique :

y=

F .L3 48.E.Iz

Calcul : y = (5 000 x 1 8003) / (48 x 200 000 x 4,997.108) = 0,006 mm.

Page 61 activité • • • •

Ci 5-14A

P

Expression du principe fondamental de la dynamique pour un mouvement rectiligne : F = m.a. Masse totale de la caleuse de ballast : m = 9 800 kg. Force nécessaire à l’accélération : F1 = 9 800 N. Force nécessaire à la décélération. F2 = 29 400 N.

P

54 P001-064-9782011811288.indd 54

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Ci 5-14B

PageS 63 et 64 activité 1

Masse du tambour • Volumes des trois cylindres : V1 = 28,27 dm3, V2 = 402,12 dm3, V3 = 28,27 dm3. • Masses des trois cylindres : m1 = 5,65 kg, m2 = 80,42 kg, m3 = 5,65 kg.

2

Déterminer le moment d’inertie du tambour • Expression du moment d’inertie d’un cylindre : Jx’x = m . R2 / 2 • Moments d’inertie des 3 cylindres : Jx’x1 = 0,254 kg.m2, Jx’x2 = 6,434 kg.m2, Jx’x3 = 0,254 kg.m2. • Moment d’inertie total du tambour : Jx’x = 6,943 kg.m2.

3

Couple nécessaire • • • •

Expression du couple : M = Jx . a Calcul : M = Jx . a = 6,943 x 5 = 35 N.m. Mtambour = 34,7 N.m. Couple moteur nécessaire. Mmoteur = Mtambour / 3 = 11,7 N.m. Est-il suffisant ? OUI

Ci 5-15A

Page 65 activité • énergie nécessaire au déplacement : W = F x e = 9 800 x 0,5 = 4 900 J.

• Puissance développée en fin de la phase d’accélération : P = F x v = 9 800 x 1 = 9 800 W. • Puissance minimale du moteur diésel : P = 9 800 / 0,5 = 19 600 W.

Ci 5-15B

Page 67 activité • énergie nécessaire pour la rotation : W = M x q = 11,7 x 261 = 3053,7 J.

• Puissance développée en fin de la phase d’accélération : P = M x w = 11,7 x 52 = 608,4 W. • Puissance minimale du moteur électrique : P = 608,4 / 0,8 = 760,5 W.

Ci 6-2

Page 67 activité 1 Types de mouvements Repère

Rotation

14

X

25

Translation X

Excentration = 5 mm.

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Ci 6-2

Page 70 activité 2 • Position de la bielle AB

B

A

P

Position quelconque C

B

A

P

Position maximum (Point mort haut)

A

B

Position minimum (Point mort bas) • • • •

Course de la bielle AB : 24 mm. Excentration CB : E = 12 mm. Course C en fonction de l’excentration : C = 2 E. Course C mesurée : C = 10 mm.

Page 71 activité 3

Ci 6-2

Sélection des 2 caractéristiques Diamètre de piston 25 ………….X Hauteur du piston 25 …………. Longueur de la bielle 27 …………. Excentration de la bielle 27 ……....…X Course de la bielle 27 ………… Diamètre de repère 14 ………… Valeurs des deux éléments Diamètre de piston 25 = 24 mm. Excentration de la bielle 27 = 10 mm. Calcul de la cylindrée Volume d’air déplacé = π.12² x 10 = 4 522 mm3 soit 4,52 cm3.

Page 72 activité 4

Ci 6-2

Paramètres à modifier Augmentation du diamètre de Piston Augmentation de la course de l’ensemble Piston Augmentation de la fréquence de rotation de la Pompe Le volume modifié en mm3 : 4.52 x 2 = 9.04 cm3 soit 9 040 mm3 Excentration modifiée : 9 040 = π 12² x C C = 20 mm

56

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P

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Ci 6-2

Page 72 activité 5 Voir fichier informatique « arbre14modifié_ correction ».

1

©

2

©

Ci 6-2

Page 72 activité 6 Après cette modification la pompe peut-elle fonctionner ? Non. Si non quelle autre pièce faut-t-il modifier : Entretoise entre la pièce 1 et la pièce 9.

Page 73 activité 1

Ci 6-3

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57 22/07/10 11:12

Page 74 activité 2

PageS 75 à 77 activité 3

58

Ci 6-3

Ci 6-3

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Ci 6-4

PageS 79 ET 80 activité 1 et 2

Problème posé Après avoir changé le moteur électrique d’une machine à laver industrielle, la vitesse d’entrée est passée de 1 750 tr/min à 2 200 tr/min. On doit mettre à jour le dossier technique de la machine et mettre à jour la grille des différentes vitesses. Pignon 17

Positif

29 gauche

Négatif

29 droit

Négatif

20

Positif

MODULE réel

MODULE Apparent

Nombre de dents

Ø primitif

Pas réel

Pas apparent

Z 17

1,5

-

20

30

4,71

-

Z 29 gauche

1,5

-

34

51

4,71

-

Z 29 droit

1,5

1,6

20

32

4,71

5,02

Z 20

1,5

1,6

32

51,2

4,71

5,02

Calcul R1 : Prise directe R1 = 1 R2 : (le crabot 18 est en position gauche) N2 (sortie) N1 (entrée)

Rb =

Z29 D Z20

=

=

Z1 Z2

d’où Ra =

Z17 Z29 G

=

20 34

20 32

R2 total = Ra × Rb = 0, 367

Calcul en nombre de tours/min

N1 : prise directe R1 = 1 donc N1 = 2 200 tr/min N2 :

N2 (sortie)

N1 (entrée)

N2 2200

= 0, 367

= 0, 367 soit N2 = 2200 × 0, 367 = 807, 4 tr/min.

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©

2

©

Sens de rotation

Pignon

R=

1

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Ci 6-5

Page 81 activité 1 Pompe N°1 choisie : 3Z3 Pompe N°2 choisie : 9Z3

vitesse : 45 tr/min vitesse : 150 tr/min

Ci 6-5

PageS 82 ET 83 activité 2 et 3 Type de fluide Type de pompe

Hydraulique

Pneumatique

Basse pression

X

X

Membrane

Haute pression

Piston axial

X

X

X

X

Pistons radiaux

X

X

X

X

Rotative ou excentrique

X

X

Engrenages

X

X

Palettes, pales, aubes

X

X

X

Pression de fonctionnement

200 Mpa

400 Mpa

800 Mpa

Vitesse de rotation en tr/min

1 000tr/min

1 500 tr/min

1 500 tr/min

Course

14 mm

14 mm

14 mm

Cylindrée

5 320 mm3

5 320 mm3

5 320 mm3

Puissance consommée

17 700 W

53 200 W

106 400 W

Débit Qv

5,32 l/min

7,98 l/min

7,98 l/min

169

339

678

Couple en Nm Calculs

Ø du piston = 22 Section du piston = π R² = 3.14 x 121 = 380 mm² Cylindrée = Surface x Course = 380 x 14 = 5 320 mm3 Qv = Cyl. N Cyl = 0,00532 dm3 Qv = 0,00532 x 1000 = 5,32 l/min P = p . Qv Qv = 5,32 x 10–3/60 = Pression 200 Mpa = 200 x 106 pa P = 200 x 106 x 5,32 x 10–3/60 =

20 x 103 x 5,32/6 = 17 733 W 40 x 103 x 7,98/6 = 53 200 W 80 x 103 x 7,98/6 = 106 400 W P = C.w d’où C =

w=

60

P w

πN P × 30 17 700 × 30 C= = = 169 N.m 30 πN 3,14 × 1 000

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FICHIERS TELECHARGEABLES SUR LE SITE HACHETTE Hachette Éducation propose le téléchargement des fichiers suivants : • Les modèles volumiques des pièces supports des activités d’apprentissage proposées dans les deux volumes de construction mécanique, ainsi que certains modèles des systèmes mécaniques dont elles sont issues. • Les modèles volumiques corrigés des pièces. • Quelques diaporamas pouvant venir en appui d’une synthèse par exemple. Tous ces modèles numériques, dont certains ont été réalisés par les auteurs eux-mêmes, sont libres de droits et peuvent être utilisés librement par les internautes que sont les professeurs de construction mécanique. Ces fichiers peuvent être téléchargés gratuitement à l’adresse suivante : http:/www.hachette-education.com/, rubriques Espace Enseignants / Télécharger Enseignement Technique. Les modèles volumiques sont fournis suivant des formats différents : – le format « SolidWorks » (plusieurs versions ont été utilisées) – le format « IGES » pour certains modèles Remarques concernant le format « IGES » : Le modèle volumique au format « IGES » peut être importé par les logiciels de type modeleur volumique, quels qu’ils soient. Les modèles ainsi obtenus sont toutefois limités dans leur utilisation. • Les différentes pièces constituant les modèles volumiques, apparaissent comme des pièces importées dont l’arbre de création n’est pas développable. Elles ne peuvent donc subir de modification que par ajout ou soustraction de forme(s). • Les modèles volumiques d’origine perdent les contraintes d’assemblage lorsqu’ils sont transformés au format « IGES ». Il appartient au professeur de reconstituer ces contraintes, voire de reconstituer certains modèles, avant de proposer l’activité à l’élève.

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