Organisation fonctionnelle d’un produit Génie mécanique

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I- RAPPEL 1- Cycle de vie d’un produit (Manuel de cours page 9)

2- L’analyse fonctionnelle externe d’un produit (Manuel de cours page 9)

L’analyse fonctionnelle externe d’un produit a pour objectif de présenter ce produit comme un ensemble cohérent de satisfactions aux besoins énoncés par l’utilisateur c'est-à- dire un ensemble de fonction de service.

II- L’analyse fonctionnelle interne d’un produit (Manuel de cours page 10-11) 1- Définition :

L’analyse fonctionnelle externe d’un produit consiste à rechercher le maximum de solutions à chacune des fonctions techniques permettant d’assurer les fonctions de service avant de choisir la solution la mieux adaptée et moins coûteuse en utilisant l’outil FAST.

Analyse fonctionnelle externe d’un produit

Analyse du besoin

Etude de faisabilité

CdCF

Analyse fonctionnelle interne d’un produit

Analyse des fonctions techniques affin d’assurer les fonctions de service

décrites dans CdCF et de permettre la matérialisation des concepts de solution

technique

Etude de faisabilité

Conception

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2- Démarche :

N.B. : On se limitera à l’étude de la tâche :

« RECHERCHER DES SOLUTIONS POUR CHAQUE FONCTION »

3- Recherche des solutions pour chaque fonction : Dans cette étape, le concepteur cherche une ou plusieurs fonctions techniques (FT) (Ex. transmission, guidage, transfert,…) pour assurer une fonction de service FS. Pour classer les FT, on utilise l’outil F.A.S.T. (Fonction Analyses System Technique) en répondant aux questions :

Concevoi

r

Rechercher des

idées et des

solutions

Etudier les (ou

la) solution(s)

Evaluer les (ou

la) solution(s)

Besoin exprimé

CdCF

Solutions

antérieures

Rechercher des

solutions pour

chaque

fonction

Combiner les

solutions

Sélectionner les

solutions

Besoin exprimé

CdCF

Solutions

antérieures

Propositions des

solutions

Quand ?

Quand ?

Comment ?Pourquoi ?

FONCTION

-Pourquoi ? Cette question concerne la fonction précédente, la réponse commence par "pour ".

-Quand ? Cette question s'applique à une ou des fonctions situées au même niveau. La réponse commence par "si simultanément ".

-Comment ? Cette question s'adresse à la fonction suivante, la réponse commence par "en".

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FT2Fonction de

service

FT1

FT3

FT11

FT21

FT22

FT31

FT32

FT211

FT212

FT213

FT311

FT312

Chaîne fonctionnelle optimale

Divergence en ET

Divergence en OU

4- Exemple : Pompe à pied (Manuel de cours page 13,14 et 15)

Pour illustrer ce qui précède, prenons l’exemple : « la pompe à pied »

La pompe à pied figure ci-contre permet d'emmagasiner dans une enceinte fermée un fluide (air) sous une pression maximale de 6 bars. Exemples : Chambre à air, bateau pneumatique, etc.

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A partir de ce diagramme :

En posant la question : Comment permettre à l’utilisateur d’aspirer l’air ambiant et le

refouler à une pression voulue? (Fp) Nous répondons : En transmettant et ampli- fiant

l’effort de l’utilisateur, (Ft1) en transformant l'énergie mécanique en énergie pneu- matique

(Ft2) et en indiquant la valeur de la pression (Ft3).

On peut répondre à la question : Pourquoi transmettre et amplifier l'effort de l'utili-

sateur? par : Pour permettre à l'utilisateur d’aspirer l’air ambiant et le refouler à une

pression voulue.

En posant la question : Quand faut il indiquer la valeur de la pression d’air ? nous

répondons par : Si seulement si on a transmis et amplifié l’effort de l’utilisateur et on a

transformé l’énergie mécanique en énergie pneumatique.

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III- Application : Système d’étude « Dispositif de serrage » (Manuel de cours page 16-17)

Travail demandé

En se référant au dessin d’ensemble fourni (page

17) du dispositif de serrage, on demande de :

➣ Compléter le diagramme F.A.S.T. relatif à la fonction

principale : FP «fixer la pièce à usiner» ➣ Compléter le schéma cinématique en précisant

l’emplacement de chaque fonction technique figurant

dans le F.A.S.T. FT11 : Interposer une

liaison hélicoïdale

FT111 : Assurer la

rotation à la vis (7)

FT112 : Assurer la

translation de

FT1111 : Lier la vis

(7) à l’arbre moteur FT1112 : guider la

vis (7) en rotation

FT1121 : prévoir

Composants

Accouplement

(10 ;11;12 ) ................................

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

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

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

FP : Fixer la

pièce à usiner

FT1 : Transmettre

l’énergie motrice à

la bride (1)

FT12 : Interposer

un système

articulé

la cale (6)

FT121 : Fixer la

chape (3) au

support (9)

une forme prismatique

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

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

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

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

Schéma cinématique

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

FT11

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

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

FT122 : Guider la

bride en rotation

ème

(2

solution)

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

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

Moteur

Proposer une autre solution technique (composants)

pour la fonction FT122 «guider la bride en rotation»

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

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Diagramme FAST

FT1111 : Lier la vis

(7) à l’arbre moteur

Accouplement

(10 ;11;12)

FT111 : Assurer la

rotation à la vis (7)

FT1112 : guider la

vis (7) en rotation

- Forme cylindrique

- Coussinet (18)

- Anneau élastique (8)

FT112 : Assurer la

translation de

la cale (6)

FT1121 : prévoir

une forme

prismatique

- Rainure sur (9)

- Forme de (6)

- 2 vis à tête

cylin- drique à six

pans creux M4 (17)

FT121 : Fixer la

chape (3) au

support (9)

FT122 : Guider la

bride en rotation

ème

(2

solution)

- Axe (2)

- Anneau élastique (16)

- Chape (3)

- Axe (2)

- Anneau élastique (16)

- Coussinet

Schéma cinématique

FT122 FT11 FT1112 FT1111

Moteur

FT121 FT1121

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

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

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

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

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

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

IV- Evaluation : Système d’étude « Tour semi-automatique » (Manuel de cours page 20 à 23)

Travail demandé

En se référant au dessin d’ensemble du tour semi-automatique (page 21), on

demande de :

➣ Compléter le diagramme F.A.S.T. relatif à la fonction technique :

FT1 «Animer la pièce d'un mouvement de rotation continue» en indiquant les noms

des composants.

Composant(s)

FT1111 : Lier la

poulie motrice à

l’arbre moteur

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

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

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

FT1 :

Animer la

pièce d’un

mouvement

de rotation

continue.

FT11 : Transmettre

la rotation de

l’arbre moteur au

mandrin en 3

vitesses

FT111 :Interposer

deux poulies

étagées +

courroie

FT1112 : Lier la

poulie réceptrice

à la broche

FT1113 :

Interposer un lien

flexible entre les

deux poulies

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

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

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

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

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

FT112 : Régler

........................... la tension de la ...........................

courroie ...............

FT12 : Fixer le

moteur

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

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

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

FT13 : Assurer le ....................... guidage en rotation

........................... de la broche (12) ...................

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Vis (3) + Ecrou (4) +

Trou oblong sur (8)

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

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

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

Corrigé :

Travail demandé

En se référant au dessin d’ensemble du tour semi-automatique (page 21), on

demande de :

➣ Compléter le diagramme F.A.S.T. relatif à la fonction technique :

FT1 «Animer la pièce d'un mouvement de rotation continue» en indiquant les noms

des composants.

Composant(s)

FT1111 : Lier la

poulie motrice à

l’arbre moteur

Ergot (26) + Rondelle (22)+ Vis (21) + Epaulement sur (23)

FT1 :

Animer la

pièce d’un

mouvement

de rotation

continue.

FT11 : Transmettre

la rotation de

l’arbre moteur au

mandrin en 3

vitesses

FT111 :Interposer

deux poulies

étagées +

courroie

FT1112 : Lier la

poulie réceptrice

à la broche

FT1113 :

Interposer un lien

flexible entre les

deux poulies

Clavette (7) + Anneau élastique (6) + Rondelle (10) + Epaulement sur (12)

Courroie (5)

FT12 : Fixer le

moteur

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

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

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

FT13 : Assurer le ....................... guidage en rotation

........................... de la broche (12) ...................

FT112 : Régler

........................... la tension de la ...........................

courroie ...............

4 Vis (27) + support

moteur (24)

2 Coussinets (11)

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Diagramme FAST: Quelques fonctions à retenir et à trouver à partir du dessin d’ensemble proposé :

Lier deux pièces

Assurer l’étanchéité

Arrêt en …………

Arrêt en …………..

…………………………

…………………………

……………………………..

Divergence en ……

Transformer l’énergie électrique en énergie mécanique(Rotation)

Guider en rotation

Lier en rotation (=guider en translation)

Transmettre la rotation

Transformer la rotation en translation

………………….

……………………………...

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

……………………………..

Divergence en ……

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Diagramme FAST: Quelques fonctions à retenir et à trouver à partir du dessin d’ensemble proposé :

Transformer l’énergie électrique en énergie mécanique(Rotation)

Guider en rotation

Lier (Arréter) en rotation (=guider en translation)

Transmettre la rotation

Transformer la rotation en translation

Moteur électrique

(Mt…)

Roulements

Coussinets

Contact direct (Palier lisse)

Forme cylindrique + clavette

Cannelures

Vis à téton + rainure

Poulies et courroie

Pignons et chaîne

Engrenage (Pignon+Roue dentée)

Accouplements

Vis - écrou

Pignon- crémaillère

Bielle manivelle

Came - (Excentrique)

Divergence en OU

Lier deux pièces

Assurer l’étanchéité

Arrêt en rotation

Arrêt en translation

Exp : clavette

Exp : anneau élastique +

épaulement

Joint d’étanchéité (exp : joint à lèvres)

Divergence en ET