Electrotechnique BTS

Poulie peseusePoulie peseuse

Poulie de renvoi

Poulie de renvoi

Châssis en 2 éléments

Châssis supérieur

Châssis inférieur

Moteur

Réducteur frein

Tambour

Câble

Charge

Platine variateur de vitesse

Armoire électrique

Grilles de sécurité

Moteur

Réducteur Frein

Tambour

Câble

Charge

Variateur de vitesse

Armoire électrique

Grille de sécurité

Guide câble

6.4.1

Réducteur du système de levage

P

L

A

38

4

5

6

2

39

Câble

M’

3

3

42

5

6

Couronne

Tambour

I2/1

V(L,2/1) = V(L,4/1)

I4/1 = I3/1

ω2/1

L

V(L,2/1)

B

Roulement sans glissement en L de 4/2

V(L,4/1)

ω4/1 = ω3/1 ω6/1

ω5/1

V(M

,3/1

)Roulement sans glissement

en M de 5/3

V(M,3/1) = V(M,5/1)

V(M

,5/1

)

I6/1

I5/1

ω39/1

V(Q,câble/1)

ω2/1

Rapport de réduction:

ω 39/1 / ω 2/1

N

P’

Q

V(P,39/1)

= V(P,câble/1)

CChamp des vecteurs vitesses de 2/1

Champ des vecteurs vitesses de 3et4/1

MV(L,2/1)

2

6.4.3

Carter Réducteur 1

Arbre 6

Arbre 3

Arbre 2

Roulement à aiguilles

Arrêt axiaux surBague Intérieure:

Épaulement entretoise

Arrêt axiaux surBague Extérieure:

2 anneaux élastiques

Liaison linéaire annulaire

Roulement à billes

Arrêt axiaux sur Bague Intérieure:

Épaulementanneau élastique

Liaison rotule

Arrêt axiaux surBague Extérieure:

2 anneaux élastiques

ETUDE de la Liaison carter 1 / arbre 6

Carter Réducteur 1

Arbre 6

Arbre 3

Arbre 2

ETUDE de la Liaison carter 1 / arbre 2

Roulement à billes

Arrêt axiaux sur:Bague Intérieure

épaulement

Arrêt axiaux sur:Bague Extérieure

aucun

Liaison linéaire annulaire

Liaison rotule

Roulement à billes

Arrêt axiaux sur:Bague Intérieure

2 épaulements

Arrêt axiaux sur:Bague Extérieure

2 anneaux élastiques

Carter Réducteur 1

Arbre 6

Arbre 3

Arbre 2

Liaison rotule

Liaison linéaire annulaireSortie sur couronne tambour

SCHEMA CINEMATIQUE MINIMUM

Liaison pivot

6.4.2

Niveau

1 2 3 4

TaxonomieC’est la manière de classer les niveaux d’acquisition des connaissances

Niveau 1 Connaissance Je sais de quoi je parle

Niveau 2 Compréhension Je sais en parler

Niveau 3 Application Je sais faire

Niveau 4 Analyse Je sais choisir

Niveau 5 Synthèse Je sais concevoir

Pour les BTS

6Construction des structures

Matérielles appliquéeà l’électrotechnique

6.1Service rendu

Par une application

6.2Règles générales

de l’éco-conception

6.3Analyse du cycle

de vie des produits

6.4Construction

6.4.1

Description et représentation des

chaînes d’action

6.4.2

Approche structurelled’une chaîne d’action

6.4.3

Comportement Cinématique d’une

chaîne d’action

Niveau

1 2 3 4

6.4Construction

6.4.5

Produits et matériaux dans la relation

<usage-procédés-énergie>

6.4.4 dynamique et énergétique

des transmetteursde mouvement

6.4.5

Recherche d’améliorationaux niveaux énergétique

et environnemental

6.4.6

Choix de la source d’énergie

utilisée

6.4.7Conditions de travail:Analyse des risques

professionnels,santé et sécurité au travail

6.4.8

Notion de sûreté de fonctionnement

6.4.1Description et représentation des chaînes d’action

• Fonctions de service, fonctions techniques, diagramme FAST

• Formes des pièces: description géométrique et vocabulaire du mécanicien

• Procédures d’exploitation de maquettes numériques de tout ou partie d’une chaîne d’action

- Structure des arbres de construction et d’assemblage

- Fonctions de base des logiciels 3D

- types d’éditions et d’habillage ( notion de point de vue )

- mises en plan à partir d’une maquette numérique et dessin normalisé 2D

Niveau

1 2 3 4

6.4.2Approche structurelle d’une chaîne d’action

• Étude des liaisons élémentaires, notion de degrés de liberté

• Schématisation cinématique d’un mécanisme

• Exemples de solutions constructives associées à des fonctions techniques

- Transmettre un mouvement ( accouplements, freins )

- Transformer un mouvement ( engrenages, liens souples, bielle manivelle, cames )

- Réaliser un assemblage ou un guidage

- Rendre étanche

• Actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

• Pré actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

Niveau

1 2 3 4

6.4.3Comportement cinématique d’une chaîne d’action

• Repère et position d’un point d’un solide

• Vitesse et accélération des points d’un solide en rotation ou en translation rectiligne

• Mouvements plans:

- Champ des vitesses

- Théorème de l’équiprojectivité

- Centre instantané de rotation

Niveau

1 2 3 4

6.4.4Comportement dynamique et énergétique

Des transmetteurs des mouvement

• Approche de la conservation d’énergie

• Précision d’une transmission

- Jeux, déformation, usure

• Impact d’une chaîne d’énergie sur les choix technologiques

• Rendement mécanique et réversibilité de la transmission Niveau

1 2 3 4

6.4.5Produits et matériaux dans la relation

< usage – procédés – énergie >

• Choix des matériaux constitutifs

- Critères physico-chimiques, énergétiques, environnementaux, économiques

• Caractérisation mécanique des pièces participant à la transmission ou à la dissipation de l’énergie

- Coefficient de frottement

- capacité thermique

• Matière première renouvelable ou recyclable

Niveau

1 2 3 4

6.4.5Recherche d’amélioration aux niveaux

énergétique et environnemental

• Simplification du procédé ou du sous ensemble

• Utilisation d’un sous ensemble multifonctions ou standardisé

• Intégration de la maintenance dans la conception

Niveau

1 2 3 4

6.4.2Approche structurelle d’une chaîne d’action

• Étude des liaisons élémentaires, notion de degrés de liberté

• Schématisation cinématique d’un mécanisme

• Exemples de solutions constructives associées à des fonctions techniques

- Transmettre un mouvement ( accouplements, freins )

- Transformer un mouvement ( engrenages, liens souples, bielle manivelle, cames )

- Réaliser un assemblage ou un guidage

- Rendre étanche

• Actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

• Pré actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

Niveau

1 2 3 4

6.4.3Comportement cinématique d’une chaîne d’action

• Repère et position d’un point d’un solide

• Vitesse et accélération des points d’un solide en rotation ou en translation rectiligne

• Mouvements plans:

- Champ des vitesses

- Théorème de l’équiprojectivité

- Centre instantané de rotation

Niveau

1 2 3 4

Synoptique d’une exploitation pédagogiqueEtude d’un cycle de levage

CINEMATIQUE

DYNAMIQUE (Solide en translation)

DYNAMIQUE (Solide en rotation)

ENERGETIQUEDYNAMIQUE

(Solide en rotation)

CYCLE DE LEVAGE

COMPARAISON

INTERPRETATION

MESURES

THEORIE

Vitesse charge

charge

Moteur

Tension câble

Couple d’entraînement

tambourCouple utile

moteur

Couple electro-magn

moteur

Tension câble

Relevé Oscillo Relevé Oscillo

Cem

tt

t tt

t

t

t

t

t

CmCt

T

T

IV

ω

γ

ώ

Vitesse

Accélération

Accélération

Intensité courant

Nouveau programme de mécanique

STATIQUE

Etude d’un cycle de levage d’une charge

V charge (m/s)

t (s)0

V max

t1 t2 t3

DonnéesM = 270 kg

V max = 0,22 m/s

t1 = 0,75 s

t2 = 5 s

t3 = 5,45 s

t (s)

104,7

-104,7

t1 t2 t3

t5

Etude d’un cycle moteur

t4 t60

Accélération du moteur = 78,5 rd/s²

Décélération du moteur = 210 rd/s²

t1 – t0 = 1,33 s

t3 – t2 = 0,5 s

ω moteur (rd/s)

t7

V charge (m/s)

t (s)

0,10

0,21

-0,21

-0,10

03 6 118

13 16 19 21 24

Etude d’un cycle de déplacement d’une charge

12

25

M.R.U.A en montée pour 0 < t < 3s

en descente pour 13 < t <16s

M.R.U. en montée pour 3 < t < 6s et 8 < t < 11s

en descente pour 16 < t < 19s et 21 < t < 24s

M.R.U.D. en montée pour 6 < t < 8s et 11 < t < 12s

en descente pour 19 < t < 21s et 24 < t < 25s

6.4.3

Demi division ( 2h ) Classe entière ( 1 h ) semaine

Travaux pratiques de découverte et prise en main des modeleurs

Synthèse sur les fonctions 3DEt de mise en volume

8 - 910

Réalisation de pièces d’un mécanisme existant en TP de génie électrique Synthèse arbre de construction

1112

1314

Assemblage des pièces, introduction des notions de degrés de mobilités et de contacts primairesRéalisation de la maquette numérique (graphe de contacts) et mise en place des liaisons.Synthèse liaisons et arbre d’assemblage

Modélisation et schématisation application depuis le TPApplication de la méthode sur un mécanisme du laboratoire de génie électrique.Synthèse schéma cinématique

15 - 1617 - 18

Description structurelle des liaisons pivots, glissières et encastrement.Synthèse topologie des liaisons usuelles ¤ Guidage rotation et translation ¤ AssemblageSynthèse sur les composants standards

19 - 2021- 22

Passage 3D – 2D. Mise en plan et règles générales du dessin. Lecture de plan

TP logiciel cinématique sur modeleur: tracé de trajectoires, de vitesses, d’accélération,Analyse des courbes et influence de la géométrie sur lefonctionnement du mécanisme.Application graphique et travaux pratiques sur logiciel

Synthèse vitesse

Cours mouvements plans

23 - 2425

26 - 2728 - 2930 - 31

32

Demi division ( 2h ) semaine

Étudier des systèmes et mécanismes ( actionneurs et pré actionneurs) du laboratoire de génie électrique

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Les activités seront réalisées sur deux cycles de quatre semaines dont une de synthèse. Les travaux concerneront l’étude fonctionnelle, la modélisation des liaisons, la validation des solutions constructives d’un point de vue cinématique, énergétique et la justification des choix de composant standard

Lors des études précédentes, il faudra prendre soin de parler des matériaux utilisés afin de pouvoir s’appuyer dessus lors de ces apports de connaissances.

Cet apprentissage ne nécessite pas de séance à parti entière, il doit être diffus sous forme de consigne de sécurité lors de toute activité le nécessitant, il restera alors à regrouper et énoncer avec la classe, les règles rencontrées ainsi que leur contexte.

11

12

Synthèse sur les solutions technologiques permettant de:Transmettre un mouvementTransformer un mouvement

6.4.7

6.4.2

6.4.5

6.4.4

6.4.1

6.4.1Description et représentation des chaînes d’action

• Fonctions de service, fonctions techniques, diagramme FAST

• Formes des pièces: description géométrique et vocabulaire du mécanicien

• Procédures d’exploitation de maquettes numériques de tout ou partie d’une chaîne d’action

- Structure des arbres de construction et d’assemblage

- Fonctions de base des logiciels 3D

- types d’éditions et d’habillage ( notion de point de vue )

- mises en plan à partir d’une maquette numérique et dessin normalisé 2D

Niveau

1 2 3 4

6.4.2Approche structurelle d’une chaîne d’action

• Étude des liaisons élémentaires, notion de degrés de liberté

• Schématisation cinématique d’un mécanisme

• Exemples de solutions constructives associées à des fonctions techniques

- Transmettre un mouvement ( accouplements, freins )

- Transformer un mouvement ( engrenages, liens souples, bielle manivelle, cames )

- Réaliser un assemblage ou un guidage

- Rendre étanche

• Actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

• Pré actionneurs pneumatiques, hydrauliques et électriques

Niveau

1 2 3 4

6.4.3Comportement cinématique d’une chaîne d’action

• Repère et position d’un point d’un solide

• Vitesse et accélération des points d’un solide en rotation ou en translation rectiligne

• Mouvements plans:

- Champ des vitesses

- Théorème de l’équiprojectivité

- Centre instantané de rotation

Niveau

1 2 3 4

6.4.4Comportement dynamique et énergétique

Des transmetteurs des mouvement

• Approche de la conservation d’énergie

• Précision d’une transmission

- Jeux, déformation, usure

• Impact d’une chaîne d’énergie sur les choix technologiques

• Rendement mécanique et réversibilité de la transmission Niveau

1 2 3 4

6.4.5Produits et matériaux dans la relation

< usage – procédés – énergie >

• Choix des matériaux constitutifs

- Critères physico-chimiques, énergétiques, environnementaux, économiques

• Caractérisation mécanique des pièces participant à la transmission ou à la dissipation de l’énergie

- Coefficient de frottement

- capacité thermique

• Matière première renouvelable ou recyclable

Niveau

1 2 3 4

MOTION INVENTOR est un complément du modeleur 3D INVENTOR permettant des calculs de statique, decinématique et de dynamique.

Il permet également d’animer des Mécanismes de manière plus simplequ’INVENTOR.

Il utilise les liaisons normalisées

À partir d’une maquette numérique,Réalisée avec INVENTOR et d’un logiciel de calcul MOTION INVENTOR

Nous allons animer la maquette, en créant des liaisons entre chaque classe d’équivalence

Et à partir d’un effort imposé sur la lame de scie, nous déterminerons le couple moteur.

Arbre de constructionde MOTION INVENTOR

Barre d’outilsde MOTION INVENTOR

Avec la liaison encastrement

Arbre de construction MOTION après la création

des sous-ensembles

La liaison glissière

Ajout de liaison

Sélectionner l’arête linéaire du guide

Sélectionner l’arête linéaire du pavé

Visualisation du graphe des liaisons

Arbre de construction MOTION après la création

des liaisons

Après avoir rendu toutes le pièces visibles

Arrêter le mouvement

Revenir au mode construction

Lancer l’animation

Animation en continu

accélération vitesse Temps: 1s

accélération vitesse Positon: 288°

6.4.3

Effort de coupe variable

Fplanche/lame

Couple moteurinconnu

La lame descend, pas d’effort de coupe

La lame monte, l’effort de coupe est maximum

Résultats

Visualisation de l’effort de coupe

Roue 6

Roulement à aiguilles

Pignon arbré 2

Circlips 30x1,5;1 Clavette

Entretoise

Circlips 20x1,2;1

Roulement à billes

Dans assemblage, avec la commande : placer un composant, on ouvre le fichier dans lequel se trouvent les pièces à placer.

Dans Bibliothèque: choisir une norme: AFNOR,

puis clavettes parallèles, le type de clavette:

NF E 22-177 A diamètre de l’arbre

Dans assemblage, avec la commande : contrainte, parmi laquelle on trouve: Plaquage , mais aussi

Logement tangence orientation

Le contour de la demi section

Le trait d’axe

2D

3DLe trait d’axe

6.4.1

6.4.1

Description et représentation des

chaînes d’action

6.4.2

Approche structurelled’une chaîne d’action

6.4.3

Comportement Cinématique d’une

chaîne d’action

Niveau

1 2 3 4

6.4Construction

6.4.5

Produits et matériaux dans la relation

<usage-procédés-énergie>

6.4.4 dynamique et énergétique

des transmetteursde mouvement

6.4.5

Recherche d’améliorationaux niveaux énergétique

et environnemental

6.4.6

Choix de la source d’énergie

utilisée

6.4.7Conditions de travail:Analyse des risques

professionnels,santé et sécurité au travail

6.4.8

Notion de sûreté de fonctionnement

6Construction des structures

Matérielles appliquéeà l’électrotechnique

6.1Service rendu

Par une application

6.2Règles générales

de l’éco-conception

6.3Analyse du cycle

de vie des produits

6.4Construction

Demi division ( 2h ) Classe entière ( 1 h ) semaine

Travaux pratiques de découverte et prise en main des modeleurs

Synthèse sur les fonctions 3DEt de mise en volume

8 - 910

Réalisation de pièces d’un mécanisme existant en TP de génie électrique Synthèse arbre de construction

1112

1314

Assemblage des pièces, introduction des notions de degrés de mobilités et de contacts primairesRéalisation de la maquette numérique (graphe de contacts) et mise en place des liaisons.Synthèse liaisons et arbre d’assemblage

Modélisation et schématisation application depuis le TPApplication de la méthode sur un mécanisme du laboratoire de génie électrique.Synthèse schéma cinématique

15 - 1617 - 18

Description structurelle des liaisons pivots, glissières et encastrement.Synthèse topologie des liaisons usuelles ¤ Guidage rotation et translation ¤ AssemblageSynthèse sur les composants standards

19 - 2021- 22

Passage 3D – 2D. Mise en plan et règles générales du dessin. Lecture de plan

TP logiciel cinématique sur modeleur: tracé de trajectoires, de vitesses, d’accélération,Analyse des courbes et influence de la géométrie sur lefonctionnement du mécanisme.Application graphique et travaux pratiques sur logiciel

Synthèse vitesse

Cours mouvements plans

23 - 2425

26 - 2728 - 2930 - 31

32

Demi division ( 2h ) semaine

Étudier des systèmes et mécanismes ( actionneurs et pré actionneurs) du laboratoire de génie électrique

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Les activités seront réalisées sur deux cycles de quatre semaines dont une de synthèse. Les travaux concerneront l’étude fonctionnelle, la modélisation des liaisons, la validation des solutions constructives d’un point de vue cinématique, énergétique et la justification des choix de composant standard

Lors des études précédentes, il faudra prendre soin de parler des matériaux utilisés afin de pouvoir s’appuyer dessus lors de ces apports de connaissances.

Cet apprentissage ne nécessite pas de séance à parti entière, il doit être diffus sous forme de consigne de sécurité lors de toute activité le nécessitant, il restera alors à regrouper et énoncer avec la classe, les règles rencontrées ainsi que leur contexte.

11

12

Synthèse sur les solutions technologiques permettant de:Transmettre un mouvementTransformer un mouvement

6.4.7

6.4.2

6.4.5

6.4.4

6.4.1