Cahier de Technologie

CAHIER DE TECHNOLOGIE

[Anne] 2012 - 2013

2eme

Anne Secondaire

R E A L I S E P A R : M R B A D R A S A H B I

COURS ET EXERCICES DAPPLICATION

www.sahbitechnologie.sitew.com

Section Science

Page-2-

CHAPITRE I : Analyse fonctionnelle dun systme technique

CHAPITRE II : Dfinition graphique dun produit

CHAPITRE III : Comportement des matriaux

CHAPITRE IV : Les fonctions logique universelles

CHAPITRE V : Etude des solutions constructives

CHAPITRE VI : Les fonctions lectroniques

Page-3-

CHAPITRE I(1)

ANALYSE FONCTIONNELLE DUN SYSTEME TECHNIQUE

Leon N1 : La modlisation dun systme technique Rappels

Objectifs :

Identifier la Fonction Globale dun systme technique..

Identifier les fonctions de service qui contribuent la satisfaction de la FG.

I. Rappel :

1. Dfinition : Un Systme Technique est un ensemble de composants ou constituants lis et organiss en fonction dun but atteindre. Selon le point de vue concepteur, un systme technique est dfini par un modle fonctionnel.

2. Caractristique : Modliser un systme technique revient lui donner une reprsentation

graphique qui met en vidence quatre ensembles dlments distinct les un des autres mais cependant il

existe une relation entre eux :

Fonction globale : la fonction globale dun systme technique dfinit la transformation de la matire duvre dun tat initial donn un tat final souhait. Elle est exprime par un verbe daction linfinitif.

Le(s) processeur(s) :(ST + Support) qui supporte la fonction globale.

La matire duvre : - MOE : Cest lnergie, linformation, ou la matire sur laquelle agit le systme. - MOS : Cest la matire duvre dentre plus la valeur ajoute. (V.A cest la modification apporte la matire duvre aprs intervention du ST)

Les donnes de contrle : Elles reprsentent les contraintes qui permettent denclencher ou de modifier le fonctionnement du systme. On a :

- W (Energies): W.e, Wp, Wm.

- C (Configuration): Programme.

- R (Rglage): Temprature, vitesse, etc. .

- E (Exploitation) : donnes dexploitation ou des consignes de fonctionnement.

Les sorties secondaires : Elles sont : - Des informations (messages, compte rendus)

- Des nuisances : (Dchets, bruit, chaleur)

3. Construction du modle :

A-0

Fonction Globale

W C R E

M.O.E M.O.S

Sorties Secondaires

Le(s) processeur(s)

Page-4-

II- Activits de travaux pratiques : (Voir manuel dactivits page .)

III- Exercice rsoudre :

a-

b-

c-

d-

Strilisateur de biberon vapeur

A-0

A-0

.

. .

. .....

..

.

Aspirateur + oprateur

A-0

A-0

.

. .

. .....

..

.

Grille -pain

A-0

A-0

.

. .

. .....

..

.

Yaourtire

A-0

A-0

.

. .....

..

.

Leon N1 : La modlisation dun systme technique Rappels Chapitre I

Page-5-

Leon N2 : Lanalyse descendante (SADT)

Objectif :

A partir dun systme technique et / ou de son dossier technique : Modliser un systme technique. Analyser le fonctionnement dun systme technique et/ou un sous-systme par la mthode SADT.

I Mise en situation : (Voir Manuel du cours page ..)

- Activit de dcouverte : Systme >

II Analyse descendante :

1. Denomination:

SADT : Structured Analysis and Desing Technic ou

IDEF0 ( Nom pour les anglais) (en anglais Integration DEfinition for Function modeling).

2- Dfinition:

La modlisation dun systme dresse linventaire de ses relations externes mais ne permet pas une

description approfondie capable de donner une ide claire sur lagencement des sous-systmes.

Cette analyse, dcrite par un modle graphique, procde donc par approche descendante dune

manire que lon va du plus gnral, au plus dtaill en sintressant aux activits du systme ce qui

permet de simplifier la comprhension de systme pouvant tre trs complexe.

Pour cela il faut dcomposer la fonction Globale du systme en modules fonctionnel (Boite).

Ces modules pouvant tre eux-mmes dcomposs progressivement par niveau apportant des

informations supplmentaires et permettant didentifier les moyens et les activits utiliss pour

raliser la fonction globale.

On obtient une analyse descendante, hirarchique, modulaire, structure.

3- Description de la mthode SADT : (Voir manuel de cours page .)

4- Reprsentation graphique :

Cela consiste dtailler le systme en le divisant en sous-systmes. On dcompose ainsi le systme, en

niveau infrieur (0, 1,2,). Le niveau 0 contient les boites 1, 2, 3 qui sont elles mmes dcompos

en boites 31,32, 33 pour la boite 3 et i1, i2, i3 pour la boite i et ainsi de suite en descendant les

niveaux. Pour organiser la dcomposition il existe une rgle : une boite peut tre dcompose et dans

ce cas en minimum 3 autres boites et au maximum 6.

De plus chaque flche entrant ou sortant de la boite-mre doit se retrouver dans le diagramme enfant

et doit tre en relation avec au moins un enfant.

Page-6-

Le diagramme ainsi obtenu ressemble au suivant :

On ne dpasse que trs rarement l'analyse de deux niveaux successifs, souvent A-0 puis A0.

III- Activit de travaux pratiques : (Voir manuel dactivits page .) VI- Exercice rsoudre : (Voir manuel du cours page .)

Plus Gnral

Plus dtaill

A0 : Diagramme

enfant de 1er

niveau

A-0 : Boite mre

Fonction

Globale

A-0

A0

Fonction

Globale

Leon N2 : Lanalyse descendante (SADT) Chapitre I

Page-7-

EXERCICES DAPPLICATIONS EX1 : Systme technique : Sche cheveux

Ce systme permet le schage des cheveux mouills par un courant dair plus au moins chaud.

Modlisation du systme :

Travail demand :

On demande de complter le niveau A0 en employant les termes suivants :

Commandes

Scher les cheveux

W.E

R : Rglage

E : Ordre de fonctionnement

Cheveux mouill Cheveux sec

Bruit

Chaleur

Sche cheveux

A-0

Buse

M

Alimentation

R

Rsistor

Ventilateur (Hlice)

Moteur

Air

ambiant

Air

Ventil


Page-8-

Moteur ordre de commande chaleur transformer lnergie guider lair rglage rsistor ventiler lair bruit Air ambiant (cheveux mouill) chauffer lair W.lectrique - Air ventil - Air ventil chauff et guid (cheveux sec) W mcanique sche cheveux - Air ventil chauff

...

A0

Ventilateur

(Hlice)

Buse

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

1

2

3

4

...


Page-9-

EX2 : Systme Technique : LAVEUSE

Ce systme est utilis pour laver les bacs, il est constitu dune enceinte paralllpipdique qui protge lenvironnement des projections deau et de vapeur, des portes manuvres par des vrins pour fermer et ouvrir lenceinte, et dun systme de jets deau qui projette leau bouillante, pour laver les bacs. La commande de ce systme est assure par un automate programmable.

Le systme fonctionne selon le cycle suivant :

1- Amener le bac sale (Unit de transfert) 2- Retourner le bac (Manipulateur) 3- Laver le bac (Jet deau bouillante) 4- Retourner nouveau le bac (Manipulateur) 5- Evacuer le bac vers la zone de dchargement (Unit de transfert)

Travail demand :

Complter lactigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du systme.

Arrive bac sale

Jets deau bouillante

Automate programmable

Retourner le bac + lavage Dpart bac propre

Principe de lavage dun bac

.

..............

.

.

..

.

.

1

2

3

4

5


Page-10-

On demande de complter le niveau A0 en employant les termes suivants :

Ordre Bac propre lendroit Energie lectrique Dplacer le bac Laver le bac Information de situation du manipulateur Grer le systme Eau sale chaude Bac sale lenvers translat Laveuse Energie pneumatique Information de situation de leffecteur Consignes oprateur Bac sale dplac Manipuler le bac Eau propre bouillante - Programme Information de situation du transfert damene Systme jets deau Automate programmable Bac propre manipul - Bac sale sur le transfert damen

.

....

Unit de transfert

Manipulateur

Bac propre dans lenceinte ferme

...

...

...

... ...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

..

...

...

...

..

1

2

3

4


Page-11-

EX3 : Systme techniques : "Unit automatique de perage"

A- PRESENTATION DU SYSTEME :

Ce systme permet de percer de pices mtalliques il se compose de :

- Rampe darrive de pices percer (lalimentation en pice est assure par la descente de celle-ci sous

leffet de la gravit partir de la rampe darrive vers le plateau rotatif).

- Unit de serrage (Vrin C1 + mors de serrage).

- Unit de perage (Moteur Mt1 + Vrin C2).

- Rampe dvacuation des pices perces.

- Plateau tournant (Moteur Mt2 qui permet la rotation de 90 du plateau supportant les pices usiner)

Tous les vrins sont aliments par des distributeurs 5/2 pilotage pneumatique.

NB : on suppose que le moteur (Mt2) de lunit de perage est toujours en rotation.

C1

C2

M2

M1

L20

L21

L11

L10

P KM2

KM1

Moteur (Mt1)

Moteur (Mt2)

Pice percer

Pice perce et vacue

Mors de serrage (MS) Plateau tournant

Pice perce

Rampe dvacuation

Rampe darrive

de pices

12

14

12

14

Automate

m

Clavier

Ecran


Page-12-

B- FONCTIONNEMENT : Lappui sur le bouton (m) de mise en marche et la prsence de la pice sur la rampe darriv (capteur P) provoque le dmarrage du systme :

- Blocage de la pice sous le poste de perage assur par le vrin C1.

- Descente de la tte de perage par le vrin C2 pendant 7 secondes.

- Remonte de la tte de perage permettant un dbourrage (vacuation des dchets)

- Nouvelle descente de la tte jusqu' la profondeur dtecte par le capteur L11

- Remonte de la tte de perage

- Ejection de la pice vers la rampe dvacuation assure par le moteur (Mt1) pendant le dernier quart de tour du plateau tournant.

C- TRAVAIL DEMANDE : Complter lactigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du systme.

..

..

..

.. ..

..

.. ..

..

.

..

....

..

.

...

..

.

..

.

..

.

..

.

..

.

...

..

.

..

.

..

.

......

......

..

.

..

..

.

..

3

4

2

1

..

.

.... ..

.

...

...

...

...

5

...

..

......

......

..


Page-13-

EX4 : Systme technique : "Poste automatique d'agrafage des caisses en carton"

I- Description du fonctionnement : Lappui sur le bouton de mise en marche (m) provoque le dpart du cycle de la faon suivante : -Dplacement de la caisse jusqu' lunit dagrafage (Tte dagrafage) par lintermdiaire du tapis (T). -La fermeture de la caisse par lintermdiaire des deux mors mobiles (Mm1+Mm2) actionns par C1 et C2. -Descente de la tte dagrafage grce au vrin C3 pour lagrafage de la caisse. -Le recul des deux mors mobiles pour librer la caisse. -Lvacuation de la caisse agrafe par le tapis (T).

II- Travail demand : Complter lactigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du systme.

Automate

Programmable

m

Courroie (CR)

C2

M2

L20

L21

C3

M3 L30

L31

C1 M1

L11

L10

S3

S1

Caisse de carton remplie

Mors (Mm2)

Tapis roulant (T) Mors (Mm1)

Magasin dagrafes

Tte dagrafage

S2

KM

Moteur (Mt)

..

..

.. ..

..

..

..

..

..

..

.


Page-14-

Moteur (Mt)

.

..

Fermer la

caisse

.

..

W. .

..

.

..

.

..

...

.

..

Consignes

.

..

....

........

.

..

..

.

..

3

4

2

1

.

..

Automate .

..

...

.

.

...

...

5

Unit dagrafage

..

....

........

..


Page-15-

L31

L30

C3

M3

L21

L20

C2

M2

M1

L10

L11

C1

P

KM

Injecteur (I)

Arrive du GAZ

Mors de

Transmission par Courroie

Bras poussoir (Bp)

Moteur (Mt)

L12

Tapis roulant

serrage

(Ms)

(T2)

Bouteille de GAZ

Tapis roulant (T1)

S

EX5 : Systme technique : "Unit automatique de remplissage de bouteille de gaz"

I- FONCTIONNEMENT :

Lappui sur le bouton (m) de mise en marche provoque le dpart du cycle de la faon suivante :

- Lamene de la bouteille de gaz vide par le tapis (T1) devant le bras poussoir (Bp). - La pousse de la bouteille sous linjecteur (I) de gaz par le bras poussoir (Bp). - Le serrage de la bouteille par le vrin (C2). - Linjection du gaz dans la bouteille par linjecteur (I). - Desserrage de la bouteille. - Evacuation de la bouteille pleine vers le tapis roulant (T2) par le bras poussoir (Bp).

Automate

Clavier

m (mise en marche)

Ecran


Page-16-

II- TRAVAIL DEMANDE : Complter lactigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du systme.

..

..

..

.. ..

..

..

..

..

.. .

...

1

2

1

2

3

4

5

6

... Consignes W..

...

...

...

.

..

...

C2 + Ms ...

.

.. .

..

.

..

.

..

Automate

...

... .

..

.

..

...

...

.

..

Moteur (Mt)

Information sur le dplacement

...

...

Information sur le remplissage de la bouteille

...

...

...

Unit automatique de remplissage de bouteille de gaz


Page-17-

Leon N3 : GRAFCET dun point de vue du systme Objectif :

- Rappel de la description temporelle dun systme technique par loutil GRAFCET. - Dcrire le fonctionnement dun systme technique laide dun GRAFCET dun point de vue de la PO. - Dcrire le fonctionnement dun systme technique laide dun GRAFCET dun point de vue de la PC.

I- Activit de dcouverte : Systme >

II- Rappel :

Le GRAFCET (Graphe Fonctionnelle de Commande par Etape et Transition) est une suite alterne des

tapes et des transitions permettant de dcrire le fonctionnement des systmes automatiss squentiels.

La description par loutil GRAFCET est fonction du point de vue selon lequel un observateur simplique dans le fonctionnement du systme. On distingue trois points de vue :

GRAFCET dun point de vue du systme

GRAFCET d..

GRAFCET d..

III- Activits pratiques : (Voir manuel dactivits page .)

0

1

2

Attendre

3

Mise en marche

Laver le linge

Linge lav

Rincer le linge

Linge rinc

Essorer le linge

Linge essor

Page-18-

Leon N4 : GRAFCET dun point de vue de la partie oprative (PO) I- Mise en situation :

Activit de dcouverte : (Voir manuel dactivits page .)

II- Le GRAFCET dun point de vue de la partie oprative :

Dans ce type de GRAFCET on spcifie la technologie de la partie oprative ainsi que le type de ses

informations reues (ordre) et envoyes (compte-rendu).

Il dcrit en terme clair ou par symbole le contenu de toutes les tapes et les transitions, en tenant compte

des actionneurs choisis pour provoquer les mouvements.

Lobservateur de ce point de vue tant un spcialiste de la partie oprative (Actionneurs et effecteurs), la partie commande ne lintresse que par ses effets.

III- Activits pratiques : (Voir manuel dactivits page .)

Leon N5 : GRAFCET dun point de vue de la partie commande (PC)

I- Mise en situation :

-1 - Activit de dcouverte : (Voir manuel dactivits page .)

-2- Exemples introductif : (Poste automatique de perage)

-3- Dfinition :

Ce GRAFCET est tablie en spcifiant la technologie des lments de dialogue.

Entre P.C et P.O. Entre P.C et oprateur. Entre P.C et autre systme.

Lobjectif est de dcrire la chronologie des signaux :

- Emis par la partie commande vers les practionneurs (ordres dexcution). - Reue par la PC venant des capteurs (informations, Comptes-rendus).

Cest un GRAFCET tabli par un spcialiste, cest la version qui lui permet dtablir les quations et

ventuellement les schmas de ralisation (lectrique, pneumatique).

II- Activits de travaux pratiques : (Voir manuel dactivits page .)

Effets

Evnements

Ordres

Informations

Page-19-

III- Evaluation formative : Systme technique >

GRAFCET dun point de vue de la P.O. GRAFCET dun point de vue de la P.C.

..

.

..

Attendre

S1.S3

M

Temporisateur T

EV

S4

S2

S3

.

.

..

.


S1

S2

Leon N5 : GRAFCET dun point de vue commande Chapitre I

Page-20-

EXERCICES DAPPLICATIONS EX1 : Systme technique : " Poste automatique de sciage de barre en acier "

I- FONCTIONNEMENT :


- Dplacement de la barre en Acier assur par le tapis roulant (T) entran par le moteur (Mt1) jusquau capteur de proximit S .

- Serrage de la barre au moyen de ltau de serrage (E) actionn par le vrin C1 . - Descente lente du sous-systme de dcoupage (moteur Mt2 + Scie SC ). - Laction du capteur L20 active lopration de la remonte rapide du sous-systme de dcoupage. - Le desserrage de ltau (E).

NB : Le moteur Mt2 est toujours en rotation et ne fait pas lobjet de notre tude.

KM1 KM2

C1

C2

M1

M2

Etau de serrage (E)

L10 L11

L21

L20 S

Scie circulaire (SC)

Tapis roulant (T)

Moteur (Mt2)

Moteur (Mt1)

Levier

Barre en Acier

Automate

Clavier

m (mise en marche)

Bouton darrt

Ecran

Voyants


Page-21-

Aprs lecture du systme technique complter les trois GRAFCET :

GRAFCET dun point de vue de la P.O GRAFCET dun point de vue de la P.C

0 0

0

1


1

2

4

3

2

4

5

3

3

5

Mise en marche

2

1

Attendre

Amener la barre

Barre dplace

Serrer la barre

Barre serre

Scier la barre

4

Barre scie

Librer la barre

Barre desserre

Attendre

m.L10.L21

Mt1

RC2

L20

L11

SC1

S

SC2

L21

RC1

L10

Attendre

m.L10.L21

KM1

12M2

L20

L11

14M1

S

14M2

L21

12M1

L10


Page-22-

EX2 : Systme technique : "Poste automatique d'agrafage des caisses en carton"

I- Description du fonctionnement :

Lappui sur le bouton de mise en marche (m) provoque le dpart du cycle de la faon suivante : -Dplacement de la caisse jusqu' lunit dagrafage (Tte dagrafage) par lintermdiaire du tapis (T). -La fermeture de la caisse par lintermdiaire des deux mors mobiles (Mm1+Mm2) actionns par C1 et C2. -Descente de la tte dagrafage grce au vrin C3 pour lagrafage de la caisse. -Le recul des deux mors mobiles pour librer la caisse. -Lvacuation de la caisse agrafe par le tapis (T).

II- Travail demand :

Aprs lecture du fonctionnement du systme technique complter les trois GRAFCET :

Automate

Programmable

m

Courroie (CR)

C2

M2

L20

L21

C3

M3 L30

L31

C1 M1

L11

L10

S3

S1

Caisse de carton remplie

Mors (Mm2)

Tapis roulant (T) Mors (Mm1)

Magasin dagrafes

Tte dagrafage

S2

KM

Moteur (Mt)


Page-23-


0

0

1

2

4

3

5

3

.

2

1

Attendre

.

.

.

.

.

.

4 .

.

.

.

.

.

.

.

.

..

.

.

.

.

.

.

5

.

6

.

0

1

2

4

3

5

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

6

.


Page-24-

L30

L31

C3

M3

L21

L20

C2

M2

M1

L10

L11

C1

P

KM

Injecteur (I)

Arrive du GAZ

Mors de

Transmission par Courroie

Bras poussoir (Bp)

Moteur (Mt)

L12

Tapis roulant

serrage

(Ms)

(T2)

Bouteille de GAZ

Tapis roulant (T1)

S

EX3 : Systme technique : "Unit automatique de remplissage de bouteille de gaz"

I- FONCTIONNEMENT :


- Lamene de la bouteille de gaz vide par le tapis (T1) devant le bras poussoir (Bp). - La pousse de la bouteille sous linjecteur (I) de gaz par le bras poussoir (Bp). - Le serrage de la bouteille par le vrin (C2). - Linjection du gaz par linjecteur (I) pendant 15s pour le remplissage de la bouteille. - Desserrage de la bouteille. - Evacuation de la bouteille pleine vers le tapis roulant (T2) par le bras poussoir (Bp).

II- Travail demand : Aprs lecture du fonctionnement du systme technique complter les trois GRAFCET :

Automate

Clavier

m (mise en marche)

Ecran


Page-25-


0

0

1


2

4

3

5

3

.

2

1

.

.

.

.

.

.

4 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Temporisateur T

RC3

RC2

L20

.

.

5

.

SC1

6

L12.S

6 .

.

7

9

.

t/5/15s

L30

8

RC1

L10

0

1

2

4

3

5

.

.

.

.

.

.

.

.

T

12M3

12M2

L20

.

14M1

6

L12.S

7

9

.

t/5/15s

L30

8

12M1

L10


Page-26-

0

1 11 3

2

4

5 7

6

9

8

10

S4 S3

S7 S5 S5 S6

S2

Ex manuel du livre cours : Systme de dgraissage automatique

Aprs lecture du fonctionnement du systme technique complter les trois GRAFCET


0

1

2

Attendre

Mise en marche

Pice transfre

Transfrer la pice vers le bac de dgraissage

Dgraisser la pice pendant 60 s

Temps 60s coul

Transfrer la pice vers la plate-forme dvacuation

Pice transfre

3


Page-27-


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Attendre

S6.S1.S5

KM12

S4

KM11

S2

KM22

S5

T

t/4/60s

KM12

S4

KM11

S3

KM22

S5

T

S7

KM12

S4

KM21

S1

KM22

S5

Attendre

S6.S1.S5

M2+

S4

M1+

S2

M2-

S5

Temporisateur T

t/4/60s

M2+

S4

M1+

S3

M2-

S5

Temporisateur T

S7

M2+

S4

M1-

S1

M2-

S5


Page-28-

Rep Nb

1 Corps

Dsignation Matire Rfrence

BORNE REGLABLE

2

3

4

5

1

1

1

1

1

Ecrou molet

Ecrou Hm,M6

Vis sans tte fendue tton long-M6-22

Axe

S 235

C35

ETABLISSEMENT

Nom :

Date :

Numro : 00

Badra Sahbi

Le 20-11-2011

: Taha Hussein

ECHELLE : 1:1

C35

Acier

Acier

NF E 25-401

NF E 27-180

Acier

.

..

. 54

.3

2

1

A

A

A-A

CHAPITRE II (2)

DEFINITION GRAPHIQUE DUN PRODUIT

Leon N1 : Le dessin densemble Rappels

Objectifs chapitre :

A partir dun systme technique ou dun sous-systme ou dun mcanisme accompagn de son dossier technique :

- Lire un dessin densemble. - Reprsenter une pice extraite dun dessin densemble. - Identifier les conditions fonctionnelles sur un dessin densemble. - Dterminer et calculer une cote fonctionnelle.

- Placer une cote fonctionnelle sur un dessin de dfinition.

I. Rappel :

1- Les constituants dun dessin densemble :

Un dessin densemble est un dessin qui nous donne une ide gnrale sur le fonctionnement dun

mcanisme et la disposition des pices formant ce mcanisme.

Le dessin densemble est toujours reprsent sur un document normalis (Format A5, A4, A3, A2, A1).

Exemple : Format A4 : 210 X 297 mm.

Ce document comporte :

Un ensemble de vue: il est reprsent en une ou plusieurs vues avec des dtails (coupes simple,

coupes partielles, etc.) Un cartouche : il est plac en bas du format, il peut contenir (le titre, la date, lchelle laquelle a t excut

le dessin, le nom du dessinateur, etc.)

Une nomenclature : place au-dessus du cartouche, elle permet didentifier tout les pices du mcanisme en

indiquant leurs repres, leurs nombres, leurs dsignations, leurs matires et leurs rfrences.

(Voir manuel du cours : Exemple de la borne rglable)

Page-29-

Rep Nb

1 Corps


BORNE REGLABLE

2

3

4

5

1

1

1

1

1

Ecrou molet

Ecrou Hm,M6

Vis sans tte fendue tton long-M6-22

Axe

S 235

C35

ETABLISSEMENT

Nom :

Date :

Numro : 00

Badra Sahbi

Le 20-11-2011

: Taha Hussein

ECHELLE : 1:1

C35

Acier

Acier

NF E 25-401

NF E 27-180

Acier

.

..

. 54

.3

2

1

A

A

A-A

Dessin densemble

Page-30-

2- Analyse du fonctionnement : (Voir manuel du cours)

II. Activits de travaux pratiques :

Activit 1 : Mini-perceuse avec support

1- Analyse fonctionnelle : Reprsentation du modle fonctionnelle :

2- Lecture dun dessin densemble :

Fonctions Solutions Composants Repres

Fixer la mini-

perceuse sur son

support

Assurer une liaison encastrement

par pincement

Collier

.

15

14

Rgler en hauteur

la mini-perceuse

Positionner la mini-perceuse. Support

.

1

6

Maintenir en position la mini-

perceuse

Guide

.

.

.

10

12

..

..

Assurer la descente

de la mini-perceuse

Transmettre lnergie fournie par

lutilisateur au support (1)

Levier + ... + +

.

(3+17+18+4)

Guider en translation le support (1) . ..

Lier le collier (15) au support (1) . ..

Assurer le retour de

la mini-perceuse.

Utiliser un lment lastique . ..

Percer des petits trous

avec prcision

Rglage Oprateur

Plaques

non perces Plaques perces

Mini-perceuse avec support

Bruit et perte dnergie Dchets A-0

Vis C HC, M4x20

Ecrou oreilles

Bague paule

Goujon

Goupille cylindrique

Leon N1 : Le dessin densemble Rappels Chapitre II

Page-31-

Activit 2 : Systme technique : Coupe tube

2- Travail demand :

A) Analyse fonctionnelle :

La rotation du bouton de manuvre (1) effectuer par loprateur provoque la translation du

coulisseau (11) de sorte que le tube en cuivre soit bloqu entre la molette (6) et les deux galets (9).

La rotation du coupe tube suivant laxe de rvolution du tube en cuivre entrane le dcoupage de ce

dernier.

B) Lecture de dessin densemble :

a -Vu clate de coupe tube :

b- Classe dquivalence cinmatique et schma cinmatique :

A={3,5,8} ; B={4,10,11} ; C={1,2} ; D ={6} ; E={9} ; F={9}

. .

7

4 ..

..

..

.. .

10

9

Classe B

Classe A

Classe C

Classe D Classe E Classe F


Page-32-

c- Justifier le choix du matriau du corps (3) ?

.

d- Quel est le rle des galets (9) ?

..

e- Pourquoi le coulisseau (11) est-il en deux parties ?

.

Tube en cuivre

Galets (9)


Page-33-

Activit 2 : Systme technique : Perforatrice

2) Lecture dun dessin densemble :

2-1-

2-2-

2-3- La pice (8) : Dsignation : Vis (Avec tte cylindrique six pans creux ; symbole : CHC)

Matire : Acier

Rfrence : NF E 25-125

3) Etude technologique:

- Quelle est la fonction de llment repre (8) ?

- Relever sur le dessin densemble de la perforatrice page 66 la course du poinon (6)

..

- Quelle est la fonction du ressort repre (3) ?

- Pourquoi le poinon (6), les goupilles de positionnement (9) et la vis (8) ne sont-ils pas hachurs sur la coupe

A-A ?

.

- Quelle est lpaisseur maximale des feuilles quon peut perforer ?

.

- On remarque que le corps (2) comporte les chanfreins A et B et C. Donner leurs fonction :

Position haute Position basse

A

C

B

A

A

A-A

1

2

3

4

5

6

7

8

9


Page-34-

A : Pour des raisons desthtiques et de poids.

B : Pour faciliter lengagement des feuilles. C : Pour faciliter lengagement des feuilles.

EVALUATION FORMATIVE

Systme propos :

POUSSOIR POUR CAPTEUR DE POSITION DE PORTE

3)- Analyse fonctionnelle :

4)- Etude technologique :

a-

PORTE TIGE (2)

Ouverte Ferme Position basse Position haute

b- La course maximale de la tige (2) est da peut prs 11,5 mm.

c- La vis tton (8) limite la course de la tige (2).

d- Il assure la condition de rappel automatique de la tige (2).

e- Il assure une liaison encastrement entre la vis (6) et la tige (2).

Circuit lectrique

Capteur de position

Capteur de position

Vantail 1de la porte Ferrure 1

Poussoir

Ferrure 2

Poussoir

Vantail 2 de la porte

Capteur de position

Poussoir

Ferrure en pente

Vantail de prote

Vrin

Longeron


Page-35-

f-

III Exercice rsoudre : BOUTON POUSSOIR

Questions Rponses

Si on appui sur le poussoir puis on relche, y a t

il encore un passage de courant lectrique ?

.

.

Le poussoir (5) et le corps (1) sont en matire

plastique. Justifier ce choix et donner dautres

matriaux qui assurent la mme fonction.

.

.

.

Indiquer le nom de la liaison entre le cylindre de

pousse (6) et la douille (2)

Quel est le rle des crous (4) et (3) ?

Quel est le rle du ressort (9) ?

Quel est le rle de la vis (12) ?

Poussoir non actionn Poussoir actionn

Borne (8)


Page-36-

0,1

30

0,30,120

0,30,512

Leon N2 : La cotation Fonctionnelle

A- Notion de tolrances dimensionnelles : 1- Ncessit des tolrances : (Voir manuel du cours page 62)

Limpossibilit de raliser des cotes rigoureusement exactes cause des imperfections dans les

procds de fabrications des machines, oblige le constructeur fixer des limites entre lesquelles la

cote devra tre ralise. Ces limites qui sont compatible avec le fonctionnement correct de la pice

sont : Une cote maximale et une cote minimale.

Cette cote est appele une cote tolrance et la distance entre ces limites est appele tolrance.

Une tolrance est une spcification exprime en termes dcarts algbriques admissible entre la

grandeur relle et la grandeur thorique.

2- Elments dune cote tolrance :

Cote nominale : CN.

Pour alsage (pice femelle ou contenant)

- cote maximale : CM = CN + ES - cote minimale : Cm = CN + EI

Pour arbre (pice male ou contenu)

- cote maximale : CM = CN + es - cote minimale : Cm = CN + ei

Intervalle de tolrance : IT = CM Cm ou IT = ES EI ou IT = es ei

3- Inscription des tolrances : (Voir manuel du cours page 62)

Cte CN ES EI es ei Cmax Cmin IT

30 0,1 -0,1 30,1 29,9 0,2

20 0,3 -0,1 20,3 19,9 0,4

12 -0,3 -0,5 11,7 11,5 0,2

Alsage

Arbre

Page-37-

A- Cotation Fonctionnelle : (Voir manuel du cours page ..) I Activit de dcouverte : (Voir manuel dactivit page .)

Tiroir de table

1- Mise en situation :

2- Travaille demand :

a-

Daprs le dessin ci-contre le montant (2) ne

peut pas translater par rapport au support (1)

b-

Pour que le tiroir puisse translater par

rapport la table (3) et le support (1)

il faut laisser un espace entre (1) et (2).

II Exemple introductif : (Voir manuel du cours page 63)

1- Dfinition :

Coter fonctionnellement un dessin cest choisir les cotes qui expriment directement le bon

fonctionnement du produit.

3 1

2

Leon N2 : La cotation Fonctionnelle Chapitre II

Page-38-

Jb

Ja

2- Exemple : >

La fonction remplie par une liaison est conditionne par lexistence dun : Jeu / Serrage / Dpassement /Retrait

Dans notre exemple :

- Jeu (Ja) : Espace laiss entre (6) et (4) pour assurer une liaison pivot de 7/4.

- Retrait (Jb) : De (4) par rapport (1) pour que laxe (4) puisse tre encastr sur le support(1).

- Serrage : Assure la liaison encastrement entre (3) et (2).

3

1

2

6

5

7

4

4

5

7

6

1

2

3


Page-39-

Ja

Jb

4- Etablissement dune chane cotes :

T1 T4 Surfaces terminales : sont deux

surfaces dfinissant une condition

fonctionnelle entre deux pices.

Les surfaces terminales sont

perpendiculaires la cote

condition.

La cote condition : cest une

dimension qui assure un

fonctionnement normale.

La cote condition est reprsente

par un vecteur double orient du

bas vers le haut ou de la gauche

vers la droite.

Surfaces de liaison ou

surfaces dappui : cest la

surface commune deux

pices participant la

chane de cotes. Cette

surface doit tre

perpendiculaire la cote

condition.

Les cotes fonctionnelles participent

linstallation dune condition

fonctionnelle.

SL 4/1

b1

b4

4

6

4

1


Page-40-

1 4bJ b b 1 4 minbJ Max b Max b

1 4min minbJ b b Max

0,10,4

4 14b

0,10, 414

4-a- Diagramme de liaison :

T4 SL 4/1 : b4

SL 4/1 T1 : b1

Remarque : Pour dimensionner toutes les autres pices qui participent assurer cette condition du bon

fonctionnement on doit alors suivre une mthode :

- On ne prend que les surfaces de contact perpendiculaire la cote condition. - On prend le diagramme le plus cour et ferm qui contient la cote condition.

4-b- Trac dune chane de cotes :

4-c- Rgles: - On ne peut pas passer dun vecteur lautre que par surfaces de liaison.

- Il ne doit y avoir quune seule cote par pice pour une chane de cotes.

4-d- Calculs dimensionnels :

> >

III Exercice rsolu : (Voir manuel du cours page 66)

Le calcul donne :

4-e- Report des cotes fonctionnelles:

IV Activits de travaux pratique : (Voir manuel dactivit page ..)

T4 T1

Jb 4 1

SL 4/1


Page-41-

1;2;10;20 min832.0

00

5.0 aaaa Max

EXERCICES DAPPLICATIONS

Exercice N1 : Systme : Serre-joint de menuisier

1) Etablir sur la section sortie C-C la chane minimale de cotes qui installe la condition a

2) Etablir les quations donnant la condition maximale et la condition minimale :

3) Calculer a1Max et a1min sachant que :

4) Reporter les cotes fonctionnelles obtenues sur le dessin des pices spares suivantes :

1

1 min

Maxa

a

1

1 min

Maxa

a

1a

Dou

AN :


Page-42-

Rep Nb

1 Mors mobile

Dsignation

SERRE-JOINT DE MINUISIER

2

3

4

5

1

1

1

1

1

Mors fixe

Piston

Vis de manoeuvre

Guide

ETABLISSEMENT

Nom :

Date :

Numro : 00

Badra Sahbi

Le 04-01-2012

: Lyce Taha Houssein

6 1 Tige de manoeuvre7 2 Bague8 1 Vis de pression

ECHELLE :

9 1 Rivet10 1 Rivet


Page-43-

0.120

Exercice N2 : Systme : Montage dun pignon

Le dessin densemble ci-dessous reprsente

une roue dente (pignon) encastre sur un bout

darbre. Ce pignon ce trouve dans une boite de

vitesse.

Larrt en rotation est assur par une clavette

parallle type C.

Larrt en translation est assur par un

paulement sur larbre et une rondelle spciale

serre par une vis tte hexagonale (Vis H, M12-50).

- Travail demand :

1- Donner la nature et la raison dexistence des cotes condition a et b . (Voir page 2)

a : ..

.

.

b : .

.

2- Complter les diffrentes cases du tableau suivant :

Ctes

tolrances

Ctes

Nominales

Ecart sup

ES

Ecart inf

EI CMax Cmin IT

. . . . . .

.

6 . . 6,022 5,971 .

.

32 - 0,25 . . 30,6 .

Vue en coupe

Vue de lensemble

Vue clate

Vis H (5)

Rondelle spciale (4)

Clavette parallle (3)

Pignon (2)

Arbre (1)


Page-44-

0,50,490 0,300,20

1 231 ; 39 0,3a a et a

a

b

A

A

A-A

B-B

B

B

4- En fonction de la chane trace pour la cote condition a calculer le jeu a3 , sachant que :

5- Reporter la cte fonctionnelle sur le dessin de dfinition de la pice (1) (sur la vue de droite en coupe B-B) :

6- En se rfrant au calcul ralis sur la cote a3 ; complter le tableau des mesures ci-dessous en indiquant par une croix la case correspondante :

Pice N3

Ctes mesures Pice bonne Pice mauvaise

7,98

8,87

7,91

8

Condition a

Condition b

1 3

2

4

5

1

3- Etablir les chanes de ctes qui installent les conditions (a) et (b).

a3 Max = AN : a3 Max =

a3 min = AN : a3 min = .

a3 = .


Page-45-

Exercice N3 : Systme technique : "BRIDE HYDRAULIQUE"

1- Donner la nature et la raison dexistence de la cote condition Ja

.

.

.

2- Etablissement dune chane de cote relative la condition Ja :

a)- Compter le diagramme de liaison :

b)- Tracer sur le dessin ci-dessus la chane de cote relative la condition Ja

c)- Ecrire les quations aux valeurs limites de Ja

* Calculer la cote fonctionnelle a3 sachant que :

a3Maxi =

a3mini =

dou a3 = .

d)- Reporter, les ctes fonctionnelles obtenues des pices spares :

Condition J a

0,2510,5 1,40,1

6 26 ; 11 ; 32a a a

Ja

3

6

7

2

8

1

4


Page-46-

Leon N3 : Le dessin de dfinition (Rappels)

Objectif :

Un dessin de dfinition a pour objectif dexprimer les exigences auxquelles doit rpondre la pice

reprsente. Il doit donc tre parfaitement clair, c'est--dire :

Complet vitant toute interprtation ou dduction ;

Facile lire (choix judicieux des vues et leur nombre) ;

Ne contenir que les spcifications fonctionnelles indispensables, avec de tolrances aussi peu

leves que possible.

I- Rappel :

Dfinition : (Voir manuel du cours page 70)

Le dessin de dfinition est un moyen de communication entre concepteur (dessinateur) et ralisateur

cahier des charges .

Cest aussi le dessin dune pice isole du mcanisme dont le rle est essentiellement de montrer les

surfaces fonctionnelles, il nous renseigne donc sur la forme, la matire et les dimensions dune pice.

La mthode suivre est la suivante :

Etape 1 : Dcoder les formes gnrales de la pice :

-Mettre en vidence les formes gnrales dune pice (colorier la pice concerne sur les

diffrentes vues ou elle apparat. (Voir manuel du cours page 71)

Etape 2 : Choisir les vues principales

-Choisir les vues les plus reprsentatives et comportant le moins de parties caches.

Etape 3 : Reprsenter la pice :

-Il faut construire des volumes et non des contours (Paralllpipde, cylindre, sphre, )

-Toutes les vues doivent tre conduites simultanment pour viter les risques doublis et de confusion.

-Effectuer des oprations boolennes appliques aux volumes lmentaires tel que la soustraction

(retranchement), laddition (runion), et quelquefois lintersection. (Voir manuel du cours page 72-73)

Etape 4 : Mentionner les spcifications fonctionnelles :

Par la cotation afin de spcifier les dimensions des diffrentes surfaces de la pice avec plus de

prcision quun simple relev. (Voir manuel du cours page 75)

Page-47-

Annexe sur les sections (voir manuel du cours page ..)

Dfinition :

Une section reprsente la partie de la pice situe dans un plan scant.

On distingue les " sections sorties", dessines l'extrieur des vues, et les "sections rabattues",

dessines en surcharge sur les vues.

Section rabattue :

1-Reprer le plan coupant la pice, par sa trace, en trait mixte fin.

2-N'indiquer le sens d'observation que s'il peut y avoir confusion. Ne pas mettre de lettre.

3-Amener par rotation de 90, autour de l'axe de la section, le plan coupant la pice dans le sens du dessin.

4-Dessiner en trait continu fin la surface de la pice contenue dans le plan scant.

5-Hachurer la section (Dans ce cas, bien que cela soit viter, les hachures peuvent couper

un trait fort, voir figures 1b et 1c.)

II- Exercice rsolu : (Voir manuel du cours page ..)

III- Activits de travaux pratiques : (Voir manuel dactivits page .) IV- Exercices dapplications :

Figure 1b Figure 1c

Leon N3 : Le dessin de dfinition (Rappels) Chapitre II

Page-48-

EX N1 : SYSTEME TECHNIQUE : Capteur fin de course pneumatique

Dans notre tude on sintresse la CHAPE du capteur

Chapeau

Chape

Corps

Galet

Effecteu

r Levier

Leon N3 : Le dessin de dfinition (Rappels) Chapitre II

Page-49-

Rep Nb

Chape

Dsignation Matire Observation

Nom :

Date :

Numro : 00

Le 02-03-2011

ECHELLE : 2:1

ETABLISSEMENT :

11

Lyce Lyce Hammam-Lif

CAPTEURBADRA

On demande de complter : a) La vue de face en coupe A-A b) La vue de gauche c) La vue de dessus en coupe B-B

Travail demand:

A

A

BB

Page-50-

Rep Nb

1 Corps


BORNE REGLABLE

1 S 235

ETABLISSEMENT

Nom :

Date :

Numro : 00

Badra Sahbi

Le 20-11-2011

: Taha Hussein

ECHELLE : 1:1

Acier

A

A

CC

On demande de complter :

-La vue de face en coupe A-A

-La vue de gauche

-La vue de dessus

-Section sortie C-C

EX N2 : SYSTEME TECHNIQUE : Borne rglable

Page-51-

1F 2F

1 0( )l L L

( ).F pente l

l

1F 2F

Al Cu Fel l l

CHAPITRE III(3)

COMPORTEMENT DES MATERIAUX

Rappels sur les sollicitations simples

A- La traction :

Dfinition : Une pice est sollicite la traction lorsqu'elle est soumise deux forces directement

opposes qui tendent l'allonger.

Bilan des Forces :

On a et sont les efforts appliqus respectivement sur cette prouvette. Sous l'action de

ces deux forces, lprouvette tend sallonge.

Dformation :

Cest lallongement ( )

Type de sollicitation : Traction

Retenons :

-- Une pice est sollicite la traction lorsqu'elle est soumise l'action de deux efforts

directement opposs qui tendent l'allonger.

-- Les allongements d'une pice sollicite la traction sont proportionnels aux charges.

-- La valeur de lallongement dune pice soumise la traction dpend de la nature du matriau de la pice

sollicite.

Exemple :

Fer

Cuivre

Aluminium

Page-52-

1F 2F

1F 2F 3F

B- La compression :

Dfinition :

Par analogie la traction, on peut dfinir la sollicitation de compression : une pice sollicite la

compression lorsquelle est soumise laction de deux forces directement opposes qui tendent la

raccourcir.

Bilan des Forces :

On a et sont les efforts appliqus respectivement sur cette prouvette. Sous l'action de ces deux

forces, lprouvette tend ce raccourcir.

Dformation : Raccourcissement

Type de sollicitation : Compression

C- La flexion simple :

Dfinition : Une pice est sollicite la flexion lorsqu'elle est soumise l'action de plusieurs forces

perpendiculaires son axe qui tendent la flchir.

Bilan des Forces :

On a , et sont les efforts appliqus respectivement sur cette barre. Sous l'action des trois forces,

lprouvette tend flchir.

1F 2F

Rappels sur les sollicitations simples Chapitre III

Page-53-

( ).F pente f

Al Cu Fef f f

1F 2F On a , sont les efforts appliqus sur cette planche. Sous laction des deux forces elle tend flchir.

Dformation : Flche (f)

Type de sollicitation : Flexion

Retenons :

-- Une pice est sollicite la flexion simple lorsqu'elle est soumise l'action de plusieurs forces

perpendiculaire sont axe qui tendent la flchir.

-- La dformation de flexion d'une pice sollicite la flexion est proportionnelle aux charges.

-- La valeur de la flche dune pice soumise la flexion simple dpend de la nature de son matriau.

Exemple :

D- La torsion :

Dfinition :

Une pice est sollicite la torsion lorsqu'elle est soumise l'action de deux moments de torsion opposs

(deux couples de forces oppos : les forces sont situs dans un plan perpendiculaire l'axe de la pice) qui

tendent la tordre.

Bilan des Forces :

Fer

Cuivre

Aluminium


Page-54-

( ).Mt pente

Al Cu Fe

1Mt 2Mt

On a et sont les moments appliqus sur lprouvette. Sous l'action des deux couples de forces

lprouvette tend ce tordre.

Dformation :

Angle de torsion ( )

Type de sollicitation : Torsion

Retenons :

-- Une pice est sollicite la torsion lorsqu'elle est soumise l'action de deux moments de forces oppose.

-- Les dformations angulaires d'une pice sollicite la torsion sont proportionnelles aux moments de forces

appliques.

-- La dformation angulaire d'une pice sollicite la torsion dpend de la nature de son matriau.

Exemple :

Fer

Cuivre

Aluminium


Page-55-

COMPORTEMENT DES MATERIAUX : GENERALITES

I- BUT DE LA RESISTANCE DES MATERIAUX :

En statique nous avons tudi les conditions dquilibre dun solide suppos indformable soumis

un systme de forces sans se proccuper de limportance de ces forces.

Exemple : Levier du cisaille main (Voir figure1).

Lexprience montre que ce levier ne peut supporter que des charges limites, au del des quelles

il se dforme dangereusement et risque de se rompre.

La rsistance de matriaux se propose dtudier la dformation de la limite de rsistance dune poutre

soumise un systme de forces extrieures.

II- DEFINITION DE LA POUTRE : (Voir figure 2)

On appel poutre en rsistance des matriaux un solide engendr par la translation dune surface (S) dont

le centre de gravit G dcrit une ligne droite appele ligne moyenne.

La section droite (S) est constante (ou faible variation) et reste la ligne moyenne.

La poutre possde un plan de symtrie.

La longueur de la poutre est 10 fois la plus grande dimension de sa section.

5 1 Bti

4 1 Barre dacier

3 1 Lame

2 1 Biellette

1 1 Levier

Rep Nb Dsignation

C

B

A

D

E

2

3

4

5

Figure N1

Figure N2

Ligne moyenne

G

Exemples de poutre

1

Surface (S)

Page-56-

/oprateur LevierAF F

BF

CF

AF

df

dS

df

N

EF

DF

EF

DF

III- HYPOTHESE SUR LE MATERIAUX DE LA POUTRE.

- Homognit : La poutre tudie est faite dun matriau de mme construction physique et chimique.

- Isotropie : En chaque point et dans toutes les directions autour de ce point, la poutre a les mmes proprits

mcaniques.

IV- NOTIONS DE CONTRAINTE : (Voir figure 3)

Soit le levier du support de la mini-perceuse en quilibre sous laction de trois forces extrieures.

Effectuant par la pense une coupure du levier en deux tronons (1) et (2).

Le tronon (1) est en quilibre sous laction de AF et des actions mcaniques (efforts de cohsion df ) que

le tronon (2) exerce sur (1).

Ces actions sont uniformment rparties en tout point de la section (S)

Par dfinition on appelle vecteur contrainte le rapport : df

Cds

Lunit de la contrainte est N/ mm2 ou MPa (mga pascal) : 1 N/ mm2 = 1 MPa = 106 Pa

Dans le cas de la pice (2) du systme Pince pantographe: (Voir figure 4)

Pour la biellette (2) les efforts de cohsions se rduisent une force N normale la section N df

Donc df N

Cds S

appel contrainte normale et not (Sigma) : N

S

C B A

Figure N3

(2) (1)

Levier Coupure

Coupure

1

3 4

2

5

E

D

6

Figure N4

Pince pantographe

(1)

(2)

E

D

GENERALITES Chapitre III

Page-57-

1F 2F

I- DEFINITION :

Une poutre est soumise la traction lorsquelle est soumise deux forces directement opposes qui tendent

lallonger.

Exemple : Pice (2) de la pince pantographe.

II- ESSAI DE TRACTION :

Pour vrifier la rsistance et lallongement de la pice (2) nous avons besoin de connatre les proprits

mcaniques du matriau constituant cette pice.

Pour dfinir ces proprits, on procde un essai de traction.

Lessai de traction seffectue sur une prouvette extraite du mme matriau que la pice (2) (voir figure 5)

Les extrmits de lprouvette sont pinces dans les mchoires dune machine essai de traction comportant un

mcanisme enregistreur (voir figure 6)

Lessai consiste chercher la variation de la longueur L en fonction de lintensit de leffort exerc sur

lprouvette.

5 Comparateur

4 Traverse suprieur 9 Cylindre de

pression

3 Indicateur de force 8 Traverse infrieur

2 Force dessai (manivelle)

7 Colonnes de

guidage

1 Table 6 Mors

Section (S) de lprouvette

P

L

d

Figure N5

Figure N6

Eprouvettes

d = 10 mm ; L = 100 mm

2 2210 78.54

4 4

dS mm

Leon : Traction simple

Page-58-

( )L mm

( )F KN

arg

'

Ch e F

Section de l prouvetteS

L

L

.E

225000Re 318.3 /78.54

FeN mm

S

235000R 445.63 /78.54

Frr N mm

S

Force en N 5000 10000 15000 20000 25000 Force lastique 35000 Force de rupture

L en mm 0.03 0.06 0.09 0.12 0.16

Interprtation du diagramme : Le diagramme de lessai comporte 3 zones :

ZONE OA : Zone de dformation lastique, la courbe est une droite les dformations ( L ) sont

proportionnelles aux charges (F) F = K. L (quation 1)

De lquation 1, on peut crire .F L

ES L

puisque S et L sont deux constantes.

E : module dlasticit longitudinale ou module de Young 210000 100

212206 /78,54 0,06

F LE N mm

S L

Dans cette zone la contrainte de traction dans le mtal :

En crivant (epsilon) lallongement relatif on aura : loi de Hook

Au point A on dfinit la limite lastique ou rsistance lextension

Fe : Force de la limite lastique en Newton et S : Aire de la section droite de lprouvette en mm2.

ZONE AB : Zone de dformation permanente, elle correspond une priode plastique de grands

allongement qui croissent plus vite que les charges.

ZONE BC : Zone de rupture ou le point C marque le dbut de la striction. Nous dduisons la limite

de rsistance ou rsistance la rupture lextension

Section (S)

Eprouvette avant la traction

Effort de traction

Pendant la Traction : Comportement lastique

Section S < S

Striction de la pice

Dformation plastique

Eprouvette aprs la

rupture

A

B

C

O

25

35

22 Allongements

Elastiques

Allongements

Permanents

Diagramme dessai

Leon : Traction simple Chapitre III

Page-59-

Lu L

L

22

100

EF

DF

2

2

Re 318159 /

2

140017,5 / Donc la condition de rsistance est vrifie

80

FRpe Rpe avec Rpe N mm

S s

FN mm

S

Fr : Force de rupture en Newton et S : Aire de la section droite de lprouvette en mm2.

Aprs rupture rapprochant les deux parties de lprouvette brises et mesurons lallongement L

Lu-L = 22 mm

Le coefficient dallongement pour cent A% : A% = 100 .

A% = = 22

III- CONDITION DE RESISTANCE A LA TRACTION :

Pour quune pice de section S sollicite la traction (soumise deux forces normales N) rsiste en toutes

scurits, il faut que la contrainte normale calcule soit infrieur ou gale la rsistance pratique

lextension Rpe.

Re; 2 5; :

NRpe avec s coefficient descurit s Rpe

s S Condition de rsistance la traction

IV APPLICATION : Etude de la pice (2) du systme Pince pantographe

On donne : L = 120 mm ; la section S = a.b = 20.4 = 80 mm2

On donne : F = Fe = 1400 N

1- Vrification de la rsistance de la pice (2) en adoptant un coefficient de scurit s=2

2- Calcul de lallongement :

. 1400 120. 0,01

. 80 212206

F L F LE L mm

S L S E

L

Lu

a

D

b

E

L


Page-60-

Exercice dapplication

Systme technique : "Bras manipulateur"

On utilise le bras manipulateur dans la partie

oprative des systmes automatiss vu. Son rle

est de prendre un objet dun point A et le poser

en un point B un rythme prcis ou

selon des ordres qui lui sont envoys par la partie

commande.

Le bras manipulateur qui vous est prsent est de

technologie pneumatique.

Nous allons limit notre tude la partie active de

cet ensemble. C'est--dire la pince qui saisit lobjet.

NB : Le mouvement des deux mchoires est li laction sur la tige du piston du vrin

Sachant que la pression pneumatique exerce sur le piston du vrin et de diamtre Dpiston = 30 mm et que

P = 60 x 105 Pa

1- Calculer la force de pousse du vrin. (1Pa = 1 N /m2) :

Vrin

Plaque support

Mchoires

Mors adaptation

Pince du bras manipulateur


Page-61-

F

S

F

epe

RR

S

Sachant que la tige du piston qui est sollicite la compression et un cylindre creux en acier de diamtre

intrieur dint = 10 mm et de limite lastique Re= 180 N/mm2. On adoptera un coefficient de scurit s = 3

2- Calculer le diamtre extrieur dext minimale de la tige du piston :

..

3- Calculer la variation de la longueur (l) sachant que la longueur initiale de la tige du piston L0 = 100 mm;

On donne E=2.105 N/mm

2 (Module dYoung) :

...............................................

...............................................

...............................................

...............................................

.

>

Contrainte Normale :

Condition de rsistance :

Rpe avec :

Relation contrainte / dformation longitudinale :

= E cest la loi de Hooke avec = 0

l

L

E : module dlasticit longitudinale (ou module dYOUNG) en (N/mm2)

Choix dext = ..

l = ...

Tige du piston : Cylindre creux

Piston

en (N)

S en (mm2) : Avec < 0 : dans le cas de la compression

en (N/mm2)

Re : Rsistance la limite lastique

s : Cfficient de scurit ( 2 s 10 )


Page-62-

CHAPITRE IV(4)

LES FONCTIONS LOGIQUES UNIVERSELLES

Leon N1 : Les fonctions logiques de base Rappels

Proprit de lalgbre logique :

Idempotence

a + a = a

a . a = a

Associativit

S= a + (b + c) = (a + b) + c = a + b + c

S= a . (b . c) = (a . b) . c = a . b . c

Commutativit

S= a . b = b . a

S= a + b = b + a

Distributivit

a . (b+c) = a . b+ a . c

a + b . c est identique (a+b) . (a+c)

En srie

En parallle

Page-63-

1 2 1. 2S S S S

1. 2 1 2S S S S

1 2H S S

1| 2H S S

Leon N2 : Les fonctions logiques universelles

Pour divers raison et pour limit le nombre de type de composant au sein des circuits. Il existe dautre dite

> qui permet de raliser toute les fonctions logiques. Par mis ces composants on a :

Soit les deux tables de vrit suivantes :

1er

Thorme de MORGAN :

2me

Thorme de MORGAN :

S1 S2 S1.S2 1. 2S S 1S 2S 1 2S S

0 0 0 1 1 1 1

0 1 0 1 1 0 1

1 0 0 1 0 1 0

1 1 1 0 0 0 0

S1 S2 S1+S2 1 2S S 1S 2S 1 . 2S S

0 0 0 1 1 1 1

0 1 1 0 1 0 0

1 0 1 0 0 1 0

1 1 1 0 0 0 0

- Loprateur logique NI ou NOR (NON OU)

- Loprateur logique ON ou NAND (NON ET)

Egale (=)

Egale (=)

NOR

NAND

NON OU

NON ET

Page-64-

1| 2H S S 1 2H S S

Ralisation lectronique (on utilise les CI : circuit intgrs)

Il existe deux types de circuit intgrs :

* Dans les circuits numriques et logiques, les grandeurs logiques possdant deux tats : 0 ou 1

appel aussi des valeurs binaires.

* Electriquement, ces deux niveaux sont affects des tensions/

- Tension basse : VL (low) correspond au niveau logique 0. - Tension haute : VH (high) correspond au niveau logique 1. -

En logique de type T.T.L (Transistor Transistor Logique)

Il faudra connecter des CI : Vcc = 5v , Gnd = 0v : on aura alors VL= 0,8 v et VH > 2,4v

Pratiquement : lorsque V est comprise entre 0 et 0,8v on lui attribue 0 logique.

lorsque V est comprise entre 2,4v et 5v on lui attribue 1 logique.

En logique de type CMOS (Complementary Metal oxyde semiConducteur)

Il faudra connecter les circuits intgrs (C.I) comme suit :

Alimentation des CI 3v < VDD < 15v ; Gnd = 0v.

On aura alors VL = 0v et VH =VDD.

Circuits intgrs T.T.L C.M.O.S

Dsignation 74XX 40XX

Alimentation 5 0,5V 3V 8V

Puissance moyenne absorbe 10 mW 2,5 mW

Brochage dalimentation 14 et 7 14 et 7

NON 7404 4069

ET 7408 4081

OU 7432 4071

NAND 7400 4011

NOR 7402 4001

Leon N2 : Les fonctions logiques universelles Chapitre IV

Page-65-

aa a a a a

a

b

a ba b a b

a

b

a

b. .a b a b a b

a| .a a a a a

a

b

a b. .a b a b

a

b

a

b.a b a b a b

b

a

b

UNIVERSALITE DE LA FONCTION NI : a- Ralisation de la fonction NON par une fonction NI :

b- Ralisation de la fonction OU par deux fonctions NI :

c- Ralisation de la fonction ET par trois fonctions NI :

UNIVERSALITE DE LA FONCTION NAND :

a- Ralisation de la fonction NON par une fonction NI :

b- Ralisation de la fonction ET par deux fonctions NI :

c- Ralisation de la fonction OU par trois fonctions NI :


Page-66-

a a a a a

0 0a a a 0a a a

|1 .1a a a

| |1a a a

.a b a b a b

| .a b a b a b

| .a a a a a

RELATIONS :

EXERCICES DAPPLICATIONS

EX N1 : Systme technique : "ETAU MAGNETIQUE" I- Prsentation :

Cet tau permet de bien fixer une pice pour raliser une opration

dusinage. Le serrage de la pice est assur pendant lalimentation

de la plaque magntique grce une bobine Y.

Pour donner une grande flexibilit cet tau, deux boutons poussoirs

(b) et (c) sont utilis pour serrer la pice et un bouton arrt durgence (a).

Le serrage de la pice est traduit par lquation logique :

Y = (b c) a

II- Travail demand 1- Reprsenter le logigramme de Y en utilisant uniquement des portes logique NOR deux entres :

a b c

Y

Plaque magntique (Y)

b c

a


Page-67-

2- Complter la ralisation lectronique de Y :

3- Montrer que ( ) .Y b c a

( )Y b c a

3- Ecrire lquation de la sortie logique Y en utilisant uniquement des oprateurs NAND :

( ) .Y b c a

4- Reprsenter le logigramme de Y en utilisant uniquement des portes logique NAND deux entres

+ 5V

a b c

R1 R2 R3

0 V

Y

a b c

Y


Page-68-

EX N2 : Systme technique : "DISTRIBUTEUR DE BILLETS DE BANQUE"

I- Schma de principe :

II- Fonctionnement :

Pour faciliter davantage les oprations montaires, un distributeur de billets de banque est install devant une banque.

Pour retirer de largent loprateur doit introduire sa carte magntique dans la fente du distributeur qui agit sur un

capteur F et introduire par lintermdiaire du clavier de saisie un code secret qui agit sur un capteur S et en

fin appuyer sur un bouton poussoir de confirmation C .

Si cette manipulation et juste une lampe verte sallume LV


1- Soit F, S et C les variables binaires dentres. LV : variable binaire de sortie.

a) En se rfrant aux conditions du fonctionnement du systme, remplir la table de vrit suivante

b) Dduire lquation logique LV =f (F, S, C)

LV =

F S C LV

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Fente pour carte magntique

(Agit sur un capteur F )

Retrait de largent

Ecran Ecran (type de carte)

Voyant lumineux (Lampe rouge LR )

Voyant lumineux (Lampe verte LV )

Bouton poussoir de confirmation C Bouton poussoir dannulation A

Clavier de saisie

(Agit sur un capteur S )


Page-69-

. ( )RL F S C

( . ) .Lv F S C

. ( )RL F S C

c) Ecrire lquation de la sortie logique Lv en utilisant uniquement des oprateurs NAND :

d) Reprsenter le logigramme de LV en utilisant uniquement des portes logiques NAND deux entres

2- On considre que loubli du code secret ou toute fausse manipulation aprs introduction de la carte magntique entraine lallumage de la lampe rouge LR qui rpond lquation logique :

a) Ecrire lquation de la sortie logique LR en utilisant uniquement des oprateurs NOR :

e) Complter la ralisation lectronique de la sortie LR en utilisant deux circuits 7402 TTL :

+5V

0 V

F S C

R1 R3 R2

F S C

Lv

LR


Page-70-

Leon N3 : La fonction mmoire

I- Mise en situation : (Voir manuel du cours page ) 1)- Activit de dcouverte : (Voir manuel dactivit page )

2)- Exemple introductif : Perceuse sensitive

3)- Mise en vidence de la fonction mmoire :

II- Etude de la fonction mmoire : (Voir manuel du cours page ...) 1- Gnralits : 2- Diffrents types de mmoires : III- Activits pratiques : (Voir manuel dactivit page ..) IV- Exercices dapplication :

Exercice N1 : Systme Technique : PRESSE BOITES DE BOISSONS

- Fonctionnement : ce systme est destin au compactage de boites mtalliques contenant un volume de 33 cL de boisson. Lors

de la compression de la boites la hauteur initiale 116 mm diminue une valeur initiale de 30 mm cela est

du une forte pression exercer par le vrin presseur entrainer par le moteur (M).

- On se propose de faire ltude du moteur (M)

Contacteur (KM) Boitier de commande

Moteur (M)

Rducteur de vitesse

Boite de boissons 33 cl

Vrin presseur

Poutre support rglable en hauteur

Chssis presse

116 mm

m

a

30 mm

Page-71-

.( 1)KM a m KM

.( 1)KM a m KM

a m

a) Sachant que lquation logique du relais KM et :

et que M=KM2

- Etablir le schma contact ou lectrique de KM

b) Etablir le logigramme de KM en utilisant seulement des portes logique de base :

c) Etablir le logigramme avec seulement des portes logique NOR deux entrs :

KM

m

a

220 V ~ 0 V

a

m

KM

Moteur (M)

KM

KM2

KM1

220 V

~

Leon N3 : La fonction mmoire Chapitre IV

Page-72-

.( 1)KM a m KM

d) Ecrire lquation de la sortie logique KM en utilisant uniquement des oprateurs NAND :

EX N2 : Systme technique : systme de levage

Description du systme : Ce systme sert transfrer des charges en brique vers ltage 1

Fonction Mmoire

- On se propose de faire ltude du moteur (M)

B1

B2

Boitier de commande

Brique

Etage 0

Etage 1

Afficheur

Cble mtallique

Support

Tambour

Moteur

Cabine

m

a

Contacteur (KM) Boitier de commande Moteur (M)


Page-73-

.( 1)KM a m KM

KM

.( 1)KM a m KM

e) Sachant que lquation logique du relais KM et :

et que M=KM2

- Etablir le schma contact ou lectrique de KM

f) Etablir le logigramme de KM en utilisant seulement des portes logique de base :

g) Etablir le logigramme avec seulement des portes logique NAND deux entrs :

h) Ecrire lquation de la sortie logique KM en utilisant uniquement des oprateurs

KM

m

a

220 V ~ 0 V

m

a

KM


Page-74-

CHAPITRE V(5)

ETUDES DES SOLUTIONS CONSTRUCTIVES

Leon : Les solutions constructives

Objectif :


- Identifier les composants dun mcanisme sur matriel ou dossier. - Identifier les mobilits relatives aux composants dun mcanisme. - Identifier les composants technologiques dans une liaison. - Complter la reprsentation dun dessin densemble dun mcanisme

- Exploiter loutil informatique.

I- Activit de dcouverte :

II- Rappel sur les liaisons mcaniques :

Dsignation Mobilits Exemples Symboles

Reprsentation plane

Liaison

Encastrement

0 translations

0 rotations

0 degrs de libert

Liaison

Pivot

0 translations

1 rotations

1 degrs de libert

Liaison

Glissire

1 translations

0 rotations

1 degrs de libert

Liaison

Hlicodale

1 translations

+

1 rotations

1 degrs de libert

Liaison

Pivot glissant

1 translations

1 rotations

2 degrs de libert

Page-75-

Liaison

Rotule

0 translations

3 rotations

3 degrs de libert

Liaison

Appui plan

2 translations

1 rotations

3 degrs de libert

III- Exemples introductifs : Cl pour filtre huile (Voir manuel du cours page)

IV- Exercice rsolue : Etau orientable (Voir manuel du cours page)

V- Activits pratiques : (Voir manuel dactivit page .)

EXERCICE DAPPLICATION

Systme technique : ETAU PORTE TUBE

I- Fonctionnement :

Le systme sert immobiliser des tubes en cuivre entre

ces deux mors


1- Analyse du fonctionnement :

a- En se rfrant au dessin densemble du systme prciser la nature des mouvements dentre et de

sortie.

- Mouvement dentre : .

- Mouvement de sortie : ..

b- Justifier le double filetage de la vis de manuvre (5) ? ..

.

.

Leon : Les solutions constructives Chapitre V

Page-76-

2- Construction dune liaison mcanique :

a- Complter le tableau des liaisons ci-dessous:

Liaison Mobilit Dsignation Symbole

7 / 6

x y z

T

R

Liaison ...

6 / 5

x y z

T

R

Liaison ...

5 / 3

x y z

T

R

Liaison

...

3 /1

x y z

T

R

Liaison

...

7

6

5

6

3 5

3

1

3


Page-77-

Page-78-

b- Complter le schma cinmatique de lextracteur de bague :

3- Solution constructive dune liaison mcanique :

Exemple 1 : Liaison du socle (1) et de lcrou (4) :

Cette liaison est assure par la vis (8)

Liaison 3/1

Liaison 5/3

Liaison 2/1

Liaison 6/5

Liaison 7/6 Liaison 2/1

Liaison 4/1

4

1

5

2 3

6

7

4

1

4

8

1

8


Page-79-

F

-Lesquels de ces vis correspond la vis (8) ? Choisir par une croix

-En dduire le nom de cette liaison : .

Exemple 2 : Liaison du socle (1) et du mors droit (3) :

Le mors droit (3) est guid en translation par rapport au socle (3) par une forme en T.

On donne ci-dessous le guidage du mors (3) par rapport au socle (1)

Les surfaces de contacts qui participent au guidage sont :

Une surface dappui Une surface de guidage qui positionne Une surface en opposition des prcdentes qui maintient le contact.

Pour assurer cette liaison entre le socle (1) et le mors (3) il faut prvoir des espacements ou jeu (J)

a- Placer sur le dessin ci-dessous les conditions fonctionnelles ncessaires au bon fonctionnement du mcanisme :

b- Repasser avec deux couleurs diffrentes sur les dessins des pices (1) et (3) les surfaces qui participent ce

guidage :

Vis tte frais bombe Vis tte frais Vis tte six pans creux

3

1

Maintien

Guidage Appui


Page-80-

a- Proposer deux autres solutions qui assurent ce guidage en reprsentant la section du mors (3) et les espacements ncessaires.

4- Reprsentation graphique dune solution constructive :

On ce propose de remplacer lensemble A (5, 6, 7) par un autre ensemble B (5, 8, 9) qui ralise la mme fonction

- Complter aux instruments la reprsentation graphique de cette solution en mettant en place le levier (8) et les deux embouts (9).

Solution 1 Solution 2

Embout (9)

Levier (8)

Vis de manuvre (5)

A (5.6.7) B (5.8.9)

Vis de manuvre (5)

Poign (7)

Levier (6)


Page-81-


Page-82-

CHAPITRE VI(6)

LES FONCTIONS ELECTRONIQUES

Leon N1 : La fonction commutation

Objectif :


- Identifier la fonction commutation par transistor.

- Raliser des applications qui intgrent la fonction commutation base de transistors.


1- Activit de dcouverte : (Voir manuel dactivit page 151-152)

-Travail demand :

a)

b)

Transistors V1 V2 V3 V4

Type PNP NPN PNP NPN

Rfrence BD136 BD135 BD136 BD136

Botier TO126 TO126 TO126 TO126

VCEMAX (V) 45V 45V 45V 45V

ICMAX (mA) 1 1 1 1

PCMAX (mW) 12 w 12 w 12 w 12 w

c) Botier TO126

2- Exemple introductif : (Voir manuel du cours page .)

II- La Fonction commutation : (Voir manuel du cours page)

1- Dfinition : La fonction commutation cest dtablir ou interrompre le passage dun courant lectrique entre deux points dun montage assurant un transfert dnergie.

+Vcc

V3

BD136

V1

BD136

V2

BD135

V4

BD135

R2 R1

S1

S2

B

E

C

B

E

C

Page-83-

III- Transistor en commutation : (Voir manuel du cours page..)

1- Prsentation dun transistor : a- Historique :

Transistor, dispositif lectronique pouvant remplir les fonctions d'un amplificateur, d'un commutateur ou

d'un oscillateur, dans les tlcommunications, le contrle et les systmes informatiques (voir Ordinateur!;

lectronique). Jusqu' la mise au point du transistor en 1948, les dveloppements dans le domaine de

l'lectronique dpendaient de l'utilisation des tubes vide thermooniques, des amplificateurs magntiques,

des quipements tournants spcialiss et des condensateurs spciaux utiliss comme amplificateurs. Capable

d'effectuer les diffrentes tches du tube vide dans les circuits lectroniques, le transistor est une unit

solide, compose de minuscules lments semi-conducteurs, gnralement du germanium ou du silicium, sur

lesquels sont effectues au moins trois connexions lectriques. Les composants de base du transistor sont

comparables ceux d'une triode.

Le transistor fut mis au point dans les Bell Laboratories, par les physiciens amricains Walter Brattain, John

Bardeen et William Shockley qui reurent ainsi le prix Nobel de physique en 1956.

b- Structure des semi-conducteurs :

Les proprits lectriques d'un semi-conducteur sont dtermines par sa structure atomique. Dans un cristal

de germanium ou de silicium pur, les atomes sont disposs de faon rgulire, formant une !grille en

diamants!. Chaque atome du cristal dispose de quatre lectrons priphriques, chacun interagissant avec l'un

des lectrons de l'atome voisin pour former une liaison. Ainsi, les lectrons ne sont pas libres!; basse

temprature, le matriau cristallin pur se comporte comme un isolant. c- Semi-conducteurs de types N et P :

Un cristal de germanium ou de silicium contenant des impurets de type donneur est appel semi-

conducteur ngatif, ou semi-conducteur de type N. La prsence d'impurets de type accepteur

produit un semi-conducteur positif de type P.

d- Structure dun transistor :

Les deux schmas du haut reprsentent des vues

de dessus des transistors P-N-P et N-P-N.

Ceux-ci sont forms de trois couches de silicium

ou de germanium hautement purifi, qui

contiennent de petites quantits de bore (type P)

ou de phosphore (type N).

Les connexions lectriques des couches sont

en aluminium, tandis que les zones non

mtalliques sont protges par du dioxyde de silicium.

Les flches rouges sur les deux schmas du bas indiquent

le passage d'un courant positif dans le transistor.

Leon N1 : La fonction commutation Chapitre VI

Page-84-

2- Etat bloqu et tat satur dun transistor :

IV- Exercices dapplications : (Voir manuel du cours page )

V- Activits pratiques : (Voir manuel dactivit page.)

EXERCICE DAPPLICATIONS Exercice N1 :

On donne le schma du montage suivant :

Travail demand :

1- Indiqu sur V :

a- Le nom de chaque lectrode (C,B et E) .

b- Le type de transistor (NPN ou PNP)

2- Que signifie les indications suivantes :

B C E

3- Quel est le rle de la rsistance Rb ? :

..

4- Indiquer sur le montage ci-dessus, les sens des diffrents courants (Pour S1 ferm).

5- Remplir le tableau suivant : (En utilisant les termes suivants : bloqu ; satur ; 0 ; 1 ; 1)

S1 ib ic Etat de V1 Vce Etat de L

6- Dterminer lquation logique de L en fonction de S1 : L=

7- Dterminer le nom de la fonction L : .

IB = 0

Ic= 0 C

B

E

IB 0

Ic 0

C

B

E

Transistor bloqu

=

Interrupteur ouvert

Transistor satur

=

Interrupteur ferm

C

E

C

E

G

S1 Rb

Rc

L V

Si Si


Page-85-

Exercice N2 :

On donne le schma du montage suivant :

On demande de complter le tableau ci-dessous par les termes suivants : (Bloqu ; Non excite ;

En fonctionnement ; Excite ; Satur ; Arrt)

V1 Etat de T Etat de KM Etat de M

0

1

Rb

KM

T B

C

E V1

220V

50HZ

M : Moteur monophas (1 ~)

+Vcc=12V


Page-86-

S

RC

RB

T

+VCC

0

H S

Leon N2 : Applications de la fonction commutation


1- Activit de dcouverte : (Voir manuel dactivit page ..)

Systme de contrle de niveau deau

-Travail demand :

a)

b) H S

c) Cest la fonction logique NON

2-Exemple introductif: (Voir manuel du cours page )

II- Ralisation des fonctions logiques base de transistors : (Voir manuel du cours page .)

S Etat du transistor T VH H

0 Bloqu +Vcc 1

1 Satur 0 0

Etat de S Valeur de IB Valeur de VCE Etat logique de V Etat logique de H

0 0 A 12 V Bloqu H = 1

1 0 A 0 V Satur H = 0

S S

VH

Fonction NON

Page-87-

III- Exercices dapplications : (Voir manuel du cours page )

IV- Activits pratiques: (Voir manuel dactivit page .)

EXERCICE DAPPL

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Cahier de Technologie