Exercice 1 :

Le schéma cinématique ci-dessus (fig1) est celui de l'ensemble (boîte de vitesses, différentiel) d'un

véhicule automobile. Les performances du moteur sont indiquées sur le graphe (fig.3) représentant les lois de variation (puissance-fréquence de rotation) et (couple-fréquence de rotation). Les nombres de dents de chacune des roues dentées sont précisés dans la nomenclature (fig. 2).

fig1

Fig2

Fig3

Le profil de denture, pour chacune des roues dentées cylindriques, est hélicoïdal. On admet un rendement ηe = 0,99 pour chaque étage de la transmission. Le véhicule est supposé se déplacer en ligne droite, les roues motrices ayant des diamètres rigoureusement égaux soit d = 0,63 m.

Remarque

Le pignon intermédiaire de marche arrière K engrenant sur I et J (dont l'axe est en arrière du plan contenant les principaux axes de ce schéma) n'est pas représenté.

Les synchronisateurs sont ici symbolisés comme des crabots (3 et 4). Les dispositifs assurant leur translation (fourchettes) n'apparaissent pas sur le schéma.

1° Calculer, pour N1 = 1000 tr/min, en km/h, la vitesse linéaire du véhicule correspondant à chacun des rapports engagés : I, II, III, IV et M. AR. (marche arrière).

2° Calculer le couple maximal C9’M (= C9‘’M) disponible sur chacune des roues motrices, correspondant aux rapports engagés : I, II, III, IV et M. AR.

Exercice 2 :

La boîte de vitesses dont le dessin est représenté en figure 4 équipe une motocyclette de grosse cylindrée. Chacun des éléments repérés 3. 4 et 5 peut occuper trois positions (position «gauche», «neutre» ou «droite»).

Le tableau de la figure 5 présente les cinq combinaisons possibles correspondant aux cinq rapports autorisés par cette boîte de vitesses. La nomenclature partielle de la figure 6 précise le nombre de dents de chacune des roues dentées.

1. Construire le schéma cinématiquement minimal de la boîte de vitesses et de son environnement.2. Calculer le rapport correspondant aux cinq combinaisons proposées à la figure 6 .

Soit r = w9/w7.

Repère Désignation MatièreNombrede dents

9Pignon solidaire de l'arbre de transmission

20 NCD 2 30

8Pignon de sort ie de boite de vitesses

20 NCD 2 40

7Pignon solidaire du vilebrequin du moteur

25 CD 4 26

6Pignon d'entraînement de l'arbre primaire

20 NCD 2 39

5 Pignon-crabot 20 NCD 2

4 Pignon-crabot 20 NCD 2

3 Pignon-crabot 20 NCD 2

2 Arbre secondaire 25 CD 4

1Arbre primaire 20 NCD 2

J 20 NCD 2 31

I 20 NCD 2 34

H 20 NCD 2 33

G 20 NCD 2 32

F 20 NCD 2 36

E 20 NCD 2

D 20 NCD 2 41

C 20 NCD 2 24

B 20 NCD 2 46

A 20 NCD 2 19

▪ position « neutre » → position « droite » ← position • gauche »

Pignons-crabots

Combinaisons 5 4 3

N° 1 ▪ →

N°2 ▪ ← ▪

N°3 → ▪ ▪

N° 4 ← ▪ ▪

N°5 ▪ ▪ ←

Exercice 3 :

Boîtes de vitesses types «Ravignaux»

Le schéma cinématique (fig. 5.36) proposé par un constructeur d'automobiles est relatif à une boîte de vitesses automatique mettant en œuvre un train épicycloïdal de type «Ravignaux».

Dans l'étude qui suit, les axes des satellites B et C seront ramenés dans le même plan pour faciliter la compréhension (le formalisme du contructeur figure 5.36 pouvant en effet prêter à confusion).

Cette boîte de vitesses offre quatre rapports en marche avant, et une marche arrière, selon l'état des mécanismes repérés {1, 2, 3} pour les freins et {4, 5, 6} pour les embrayages : les différentes combinaisons sont précisées dans le tableau de la figure 5.37.

Remarque

Ce tableau ne fait pas intervenir les roues libres 8 et 9 dont les fonctions ne peuvent être mises en évidence que par une étude plus détaillée analysant entre autres l'état des freins 1, 2, 3 et des embrayages 4, 5 et 6 pendant les phases transitoires (changement de rapport). La détermination des se….. de rotation et des couples transmis par les différents éléments conditionnerait rigueur d'une explication que nous avons choisi de ne pas développer ici.

Construire le schéma cinématiquement correspondant à chacune des vitesses engagées. Et retrouver les différentes valeurs du rapport de transmission (données par le constructeur dans le tableau figure 5.37).

1° Pour la première vitesse.

2° Pour la deuxième vitesse.

3° Pour ta troisième vitesse.

4° Pour la quatrième vitesse.

5° Pour la marche arrière.