Mécanique pour l'enseignement technique industriel/Exercices/Caractériser le mouvement
Enregistrement de mouvements
Lors d'une étude des mouvements, on relève les enregistrements présentés ci-contre.
- Dans quel(s) enregistrement(s) y-a-t-il une variation de la vitesse ? Justifier la réponse.
- Associer à chacun des enregistrements deux qualificatifs choisis parmi :
- « rectiligne » ;
- « circulaire » ;
- « uniforme » ;
- « varié ».
Préhenseur de support de culasse
Mise en situation
- Voir le dossier de travail [[../../Annexe/Dossiers de travail#Préhenseur de support de culasse|Préhenseur de support de culasse]]
Le préhenseur sert à saisir le support sur lequel est fixé la culasse ; cela permet de manutentionner la culasse entre les différents postes d'usinage sans l'abimer.
Présentation du système
Le préhenseur est composé de deux pinces pouvant coulisser par rapport à un châssis : une pince avec deux doigts de préhension, une pince avec un seul doigt. L'ouverture symétrique des pinces est commandée par deux biellettes reliées à un vérin pneumatique.
Cliquer sur les images ci-dessous pour les agrandir.
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Culasse et adaptateur -
Vue en perspective du préhenseur
On a donc de six sous-ensembles rigides (classes d'équivalence) :
- CE1 : châssis ;
- CE2 : piston du vérin et noix ;
- CE3a et CE3b : biellettes ;
- CE4 : pince à deux doigts ;
- CE5 : pince à un doigt.
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Vue éclatée du préhenseur ; cliquer pour agrandir. -
Schéma cinématique du préhenseur ; cliquer pour agrandir.
But de l'étude
L'étude proposée permet d'appréhender le fonctionnement du préhenseur, de vérifier que le vérin permettra l'ouverture des pinces afin de dégager l'adaptateur avec ses nouvelles dimensions. L'étude cinématique évalue si les courses d'ouverture des pinces permettent de libérer l'adaptateur et de réduire la course de l'actionneur.
Hypothèses pour l'étude
- On suppose que toutes les liaisons sont parfaites (frottement entre les pièces négligé) ;
- tous les déplacements des pièces ou ensembles se font dans le plan (O, x, y ) ;
- le poids des pièces est négligeable devant les autres efforts ;
- toutes les actions se situent dans le plan (O, x, y ).
Questions
| 25 | 1 | Tige vérin Joucomatic | K 63 D 80 M | |
| 24 | 1 | Ensemble mécanosoudé 1 doigt | ||
| 20 | 2 | Biellette | EN-AW 2018 | |
| 7 | 1 | Ensemble mécanosoudé 2 doigts | ||
| Rep. | Nb | Désignation | Matière | Observations |
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- Question 1
Compléter le tableau des mouvements ci-dessous. Tracer les trajectoires des points A, B, C, D, E et F sur la figure ci-contre, et préciser leurs caractéristiques dans le tableau ci-dessous.
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- Question 2
À l'aide de la figure ci-contre, calculer la course minimale x des pinces pour pouvoir libérer l'adaptateur.
- Question 3
Lors de l'ouverture de la pince, les points F et G se déplacent de Modèle:Unité.
Sur la figure ci-contre (à imprimer à pleine échelle) : Déterminer graphiquement la position des points A', F' et G' correspondant à la position des points A, F et G après l'ouverture maximale des pinces.
Mesurer sur le dessin la distance [AA'].
Convertir à l'aide de l'échelle la course du piston.
Solution
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Pour aller de la ligne d'attache la plus à gauche à la ligne d'attache la plus à droite, on peut parcourir les flèches de cote du haut ou bien celle du bas :
- cotes du haut : x + 575 + x ;
- cote du bas : 600.
On a donc
- 600 = 575 + 2x ⇒ x = (600 - 575)/2 = Modèle:Unité.
Une distance de Modèle:Unité en vraie grandeur se représente par un trait de Modèle:Unité sur le dessin à l'échelle 1:2. Les segments [FF']et [GG'] font donc Modèle:Unité, les points F' et G' étant vers l'extérieur (les pinces s'ouvrent). Il en est de même pour les segments [DD'] et [EE'].
On trace ensuite les trajectoires de B et de C. Les pièces 20a et 20b étant rigides, on sait que DB = D'B' et qu'EC = E'C'. On trace donc des arcs de cercle de centres respectifs D' et E', et de rayon respectif DB et EC.
Les points B' et C' sont à l'intersection des arcs de cercle et des trajectoires ; ce sont ici des points de tangence.
La CE2 état rigide, on reporte la distance BB' (= CC') sur A, ce qui donne le point A'. On mesure :
- Déplacement du point A : AA' = Modèle:Unité
et donc, en appliquant le facteur d'échelle :
- Course réelle du piston : c = Modèle:Unité.
Moteur à quatre temps
Les moteurs de voiture sont en général des moteurs à combustion interne, dits « à explosion » ou encore « quatre temps ». Le piston coulisse dans une culasse rep. 0. L'explosion d'un mélange essence/air (ou diesel/air) dans la culasse pousse le piston rep. 1 vers le bas ; l'effort est relayé par une bielle rep. 2 et entraîne un vilebrequin rep. 3, qui n'est au fond qu'une manivelle. Cela provoque la rotation de l'arbre moteur.
Les dimensions caractéristiques sont :
- vilebrequin rep. 3 : bras de levier AB = Modèle:Unité ;
- bielle rep. 2 : longueur BC = Modèle:Unité.
- Questions
- Déterminer le type des mouvements Mvt1/0, Mvt2/0 et Mvt3/0.
- Indiquer les éléments géométriques (ligne rectiligne, arc de cercle, …) caractérisant les trajectoires suivantes des trajectoires TB∈3/0, TB∈2/0, TC∈1/0 et TC∈2/0.
- On travaille sur un demi-cycle, entre le moment où le piston est tout en haut et celui où le piston est tout en bas.
- Sur une épure à l'échelle 1 (format A4), tracer les trajectoires TB∈2/0 et TC∈2/0.
- Séparer le demi-cercle TB∈2/0 en 6 parts égales.
- Représenter les positions du point C correspondantes.
Notes