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Rapport du projet de conception :

tricycle

Communication groupe arri�re

Sommaire

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-Introduction p.3

-Cahier des charges p.3

-Le projet de conception, semaine apr�s semaine p.4

-Gestion du travail de groupe p.7

-Gestion informatique p.10

-Gestion achats p.10

-Communication inter-modules p.11

-Gestion du passage de la th�orie � la pratique p.13

-Annexe : notes pour l'usinage et le montage p.15

Introduction :

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Il s’agit ici d’exposer la progression de notre travail sur ce projet de conception en insistant sur les divers probl�mes que nous avons rencontr�s et les solutions envisag�es pour les r�soudre. Les grandes �tapes de notre travail seront d�crites pour montrer de quelle mani�re finalement nous sommes parvenus � remplir les diff�rentes conditions qui nous �taient impos�es par le cahier des charges initial. Ce compte-rendu s’articulera ainsi autour des axes suivants : la gestion du travail de groupe pour une r�partition optimis�e des t�ches et la gestion du temps imparti, la communication inter-modules pour assurer la coh�sion du projet complet, la gestion informatique pour l’archivage des donn�es , la gestion des achats et la gestion d’un budget commun, et enfin, le passage de la conception � sur le papier � avec les dessins techniques, la conception de liaisons ad�quates et le choix des mat�riaux, � l’usinage et donc la confrontation avec la r�alit� qui s’illustre notamment � travers les questions des m�thodes d’usinage, de la disponibilit� en atelier de la mati�re premi�re et de la r�sistance des mat�riaux. Ce dernier point a notamment �t� important lors de la r�alisation des cotations fontionnelles puisqu’il fallait d�terminer les tol�rances et incertitudes convenables.

Cahier des charges : ( en gras ce qui concerne le groupe arri�re )

On reprend ici le cahier des charges qui nous �tait donn�. R�aliser un v�hicule � 3 roues int�grant un diff�rentiel sur l’essieu arri�re entre les 2

roues motrices. Le v�hicule doit transporter un pilote et un passager de front. Le pilote � conduit � le v�hicule et ne participe pas � la propulsion. Le passager fournit de l’�nergie musculaire pour l’avancement du v�hicule. Il ne contr�le pas la direction. La roue avant est directrice. La transmission de puissance se fait sur l’essieu arri�re.

- Largeur maxi 1,2m- Longueur : � d�finir (1,5m)- Il faudra soigner la stabilit� du v�hicule, notamment en abaissant le centre de gravit�.- Utiliser un syst�me � roue libre pour l’entra�nement sur l’essieu arri�re.- Si transmission de puissance par cha�ne pr�voir un syst�me de tension de cha�ne.- V�hicule pouvant tourner sur place ( rayon de braquage )- Pr�voir le freinage du v�hicule ( sur la roue avant )- Pilote et passager l’un � c�t� de l’autre, pr�voir un repose pied pour le pilote.- R�glage de la position des si�ges en fonction de sa taille ( utilisable par des personnes

entre 1,50 et 1,90 m )- Limiter le poids du tricycle- Orientation de la liaison pivot de la directon sur la roue avant- Int�gration d’une roue libre pour la s�curit� du p�daleur- Conception et int�gration d’un diff�rentiel- Int�grer les probl�mes de fabrication dans la conception

Le projet de conception, semaine apr�s semaine :

Il s’agit ici de rappeler la progression globale de notre travail sur ce projet pour ensuite pouvoir analyser, suivant les axes d�finis dans l’introduction, la fa�on dont nous avons g�r� les diff�rents probl�mes qui se sont pos�s � nous. Suivi de projet :

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Formation des diff�rents groupes, 3 modules :- Avant- Ch�ssis- Arri�reOrganisation - documents � fournir (suivi de projet, achats, rapport sur le module)- responsabilit� (chef de module, responsable achat, informatique,fabrication, Solid Edge, communication).Module arri�re - charg� du diff�rentiel, de la transmission (en relation avec le modulech�ssis), des roues arri�res, de la roue libre... - Yoann, chef du module- Sylvain, responsable achat- Paul, responsable informatique- Flavien, responsable fabrication- Laura et Omar, responsables Solid Edge- Soufiane, responsable communication- Camille, charg�e du suivi de projet.Probl�mes rencontr�s et d�cisions :- prix �lev�s des engrenages : plastique- diff�rentiel d�cal� pour faciliter la transmission- probl�me de fixation de la roue libre sur le diff�rentiel : usinage dudiff�rentiel.

18/10 : Probl�mes rencontr�s et d�cisions :- roue arri�re autre que roue de v�lo car centre de gravit� doit �tre le + baspossible, montage du pivot en chappe (+ de mati�re).- ch�ssis sym�trique (+ simple)Divisions des t�ches :- liaison ch�ssis/arri�re : Soufiane et Omar- dimensions et prix des diff�rentes pi�ces : Sylvain et Paul- croquis du montage differeniel + axe roues + roue libre + pignon : Yoann etFlavien- distance parcourue en 1 tour de p�dale, en 1s, calcul de rapport des pignons : Laura et Camille

25/10 : Chaque sous- groupe s'est occup� de sa t�che.D�cisions :- pour une vitesse de 10km/h, avec 1 tour de p�dale toutes les 2s : n�cessit� de2 rapports de pignons : un 1er de 2,8 et le 2�me de 2,5.

08/11 : - cr�ation des pi�ces sur SE.- r�flexion sur les contraintes appliqu�es au diff�rentiel et recherche desolutions pour le bo�tier : on utilisera s�rement une t�le de 3 mm, pli�e et soud�e pourmieux r�sister aux torsions.- r�glage des d�tails techniques.- r�glage et mise en position des pignons du diff�rentiel, avec des pi�ces usin�es

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fix�es au boitier.

15/11 : - assemblage SE + Dessin 3D engrenages sur SE.- fixation paliers sur axes roues : rien � faire (fixation au moment du montagesur le ch�ssis puis adaptation sur l'axe), proposition de fixation roues suraxes, dimension maximum d'un axe de 80mm (probl�me d'usinage).- �tude de la fabrication des pi�ces (mat�riaux, dimensions, outillage...)- SE : fabrication du bo�tier pour la mise en position des engrenages(diff�rentiel).

22/11 : - pr�sentation ch�ssis, en accord avec ce qui a �t� d�cid� pour lafixation de l'axe des roues sur le ch�ssis.- fixation roue sur axes (dessin technique).- cotation carter.- pi�ces SE (carter), assemblage.- mise � jour du serveur.

29/11 : - pr�sentation avant, pas d'informations suppl�mentaires concernantl'arri�re.- SE : fixation Axe-Roue, assemblage, modification de dimension (carter +chapeau).- pr�paration de la pr�sentation orale du module arri�re.- calcul longueur axes roues (gauche : 527,5mm et droit : 642,5mm).- nomenclature.- fabrication : Axe- Roue.

06/12 : - pr�sentation arri�re.- assemblage avec ch�ssis, modification de quelques pi�ces (engrenages non tangents,chanfrein, �paisseur carter...).- dessin d'ensemble sur SE.- fiche des prix, nomenclature.

13/12 : - finalisation de la cotation du syst�me.- mises en plan.- modification de pi�ces (trou pour goupille dans essieux, engrenages)- nomenclature.

03/01 : - correction diff�rents modules, commentaires du professeur.- explications sur le calcul de cotes et d'ajustements, sur l'�criture des cotessur SE.- mises en plan refaites (pbs de noms de dossier modifi�s).- num�ros des pi�ces mis en accord dans la nomenclature.- v�rification des cotes.

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- liaisons dans le diff�rentiel.

10/01 : - mises en plan refaites, sans ajustements (� calculer plus tard et �rajouter).- num�rotation de la nomenclature : Groupe avant de 100 � 199, Groupe arri�re de200 � 299, Groupe ch�ssis de 200 � 299 ; explication du prof sur le choix desnum�ros de la nomenclature de SE et renum�rotation des pi�ces.- SE : pi�ces n�cessaires au montage du chapeau pour une bonne concentricit� (noixet tiges).- Calculs d'ajustement.

31/01 : - cotation sur mises en plan.- r�daction rapport.- nomenclature termin�e.

07/02 : - pas de cours, travail personnel : cotation et ajustements des carters.

14/02 : – cotation et ajustements sur mises en plan.

Ce document de suivi de projet illustre bien la n�cessit� de l’archivage des solutions et d’une communication interne optimale pour permettre non seulement un travail ind�pendant de chacun des modules mais aussi, � l’int�rieur d’un m�me module, la possibilit� de r�partir les t�ches de telle fa�on que le groupe avance de mani�re uniforme.

Gestion du travail de groupe :

Cet aspect qui peut para�tre anodin est en r�alit� primordial, puisqu’il s’agit d’organiser un groupe de 8 personnes de telle fa�on que chacun puisse travailler ind�pendamment alors m�me que chaque t�che est intimement li�e � toute autre. Ainsi, la r�partition des responsabilit�s permet de toujours savoir � qui s’adresser pour modifier, supprimer ou simplement comprendre une partie du projet que l’on ne ma�trise pas. Il est, par exemple, important de noter combien le projet �tait d�pendant de Solid Edge, puisque les mises en plan permettant d’aboutir aux dessins de d�finition sont directement tir�es des repr�sentations en 3D obtenues sur Solid Edge. Ces repr�sentations d�pendent �troitement des dessins sur papier et permettent par ailleurs de voir ( � travers la vue �corch�e par exemple ) si des erreurs n’existent pas dans la conception des liaisons. Et les fichiers Solid Edge d�pendent �galement de la gestion informatique puisqu’il s’agit pour la sauvegarde des donn�es d’�viter de travailler directement sur les � fichiers serveur �. Cet archivage des donn�es sur le serveur permet l’acc�s de tout le groupe aux fichiers et donc une coh�rence du travail personnel effectu� en dehors des cours avec celui effectu� durant les heures de conception. D’autre part, les bons de commande ainsi que la nomenclature s’appuient �galement sur les fichiers SE et permettent de v�rifier, � partir des documents officiels relatifs aux pi�ces usin�es, si les cotes dessin�es correspondent aux cotes r�elles. Ces fichiers SE sont aussi int�ressants en ce qui concerne les probl�mes de fabrication et de montage puisqu’ils permettent de visualiser les �ventuels obstacles qui pourraient appara�tre. Enfin, ils sont indispensables pour pouvoir

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communiquer avec les autres modules et voir si les diff�rentes r�alisations sont compatibles en vue de l’assemblage. Cet exemple des fichiers SE montre bien comment toute t�che est reli�e � n’importe quelle autre et illustre donc la n�cessit� d’une gestion efficace du travail de groupe.

Nous reproduisons ici les premiers dessins qui nous ont permis de conna�tre les solutions envisageables notamment en ce qui concerne le diff�rentiel et son carter, et qui nous ont amen�s � d�buter les repr�sentations 3D plus facilement lisibles sur SE que sur ces dessins 2D scann�s pour que tout le monde puisse y avoir acc�s.

Dessin de l’axe, de la roue libre et du diff�rentiel et remarques pour la correction de liaisons

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Vue de c�t� de l’essieu arri�re

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Gestion informatique :

Le probl�me de la gestion informatique est intervenu tr�s t�t et de mani�re transversale tout au long du projet. De l’accessibilit� des donn�es � la sauvegarde des fichiers en passant par la conservation des chemins d’acc�s, l’outil informatique est vite devenu incontournable �tant donn� que la majeur partie de notre travail a �t� effectu� sur ordinateur. Les principaux probl�mes qui se sont pos�s concernent la sauvegarde des fichiers SE, en particulier lorsqu’il s’agissait de pi�ces participant � un assemblage et ayant �t� modifi�es en dehors des cours. Dans de nombreux cas, les chemins d’acc�s de certaines pi�ces �taient perdus et il a donc fallu �tablir une proc�dure claire en ce qui concerne la sauvegarde et la modification de fichiers aussi bien en cours, ce qui ne posait pas r�ellement de probl�mes mais �galement chez soi, ce qui imposait de travailler dans le bon dossier et dans le bon r�pertoire ainsi que d’avoir install� SE au bon endroit sur son PC personnel. La modification des pi�ces avec l’indication des diff�rentes versions a �galement conduit � quelques difficult�s vite r�solues. Par ailleurs, en fin de projet, la n�cessit� de travailler simultan�ment sur diff�rentes mises en plan toutes li�es par des incertitudes et des intervalles de tol�rance communs aura amen� des difficult�s suppl�mentaires dans l’archivage des mises en plan non termin�es. On remarquera finalement que l’outil informatique permet une pr�sentation plus claire des informations par un classement strict par dossiers avec des noms assez explicites pour �tre compris par tout un chacun.

Gestion des achats :

La gestion des achats est un aspect tr�s concret de la conception d’un m�canisme puisqu’il faut r�ellement prendre en compte des probl�mes relatifs � la mati�re premi�re qui nous permettra d’usiner le projet et aux pi�ces achet�es qui viennent compl�ter le m�canisme, ainsi qu’un c�t� �conomique puisqu’il s’agit de g�rer un budget pr�d�fini. De nombreux param�tres sont � prendre en compte. D’abord, le rapport qualit�/prix, � savoir mesurer l’importance d’une pi�ce, de sa r�sistance par rapport au m�canisme global et d�cider du prix qu’on est pr�t � payer pour l’avoir et s’il est indispensable de l’acheter ou si on peut l’usiner. Par exemple, dams notre cas, la roue libre devait �tre achet�e et le fournisseur chez lequel nous devions la commander a connu une rupture de stock, nous obligeant � l’acheter ailleurs � un prix plus �lev�. Ainsi, il s’agit non seulement de savoir faire des concessions par rapport � la dur�e de vie exig�e du m�canisme et � sa r�sistance aux efforts, mais aussi de prendre en compte l’aspect �conomique qui implique un caract�re non pr�visible de la disponibilit� des pi�ces. Un exemple de concession faite pour all�ger les d�penses, est l’achat d’engrenages en plastique, moins r�sistants mais largement suffisants pour l’utilisation que l’on pense avoir du tricycle et surtout beaucoup moins chers que ceux en acier. Un autre probl�me est celui de la disponibilit� en ateliers INSA de la mati�re premi�re : il est donc n�cessaire de comparer les diff�rents catalogues disponibles pour d�terminer si seul un fournisseur ext�rieur serait capable de nous donner la pi�ce recherch�e. Enfin, il faut �galement v�rifier que les dessins de d�finition sur SE des pi�ces command�es correspond en effet aux caract�ristiques fournies dans les diff�rents documents officiels.

Communication inter-modules :

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Chaque module travaillant ind�pendamment des autres, la communication entre eux est indispensable pour permettre la coh�rence du projet global. Ainsi, en ce qui concerne le module arri�re, il a fallu prendre en compte le travail du groupe ch�ssis et les tenir au courant de l’avanc�e de notre travail pour �viter notamment qu’il devienne impossible d’assembler nos deux parties du tricycle. Par exemple, �tant donn� qu’ils s’occupaient de la propulsion par cha�ne, il fallait les pr�venir de la position de notre pignon pour leur permettre de d�velopper leur armature en cons�quence. De m�me, il �tait n�cessaire de les avertir concernant la position de notre diff�rentiel, partie importante du projet et pouvant poser un probl�me de r�sistance et d’�quilibre pour qu’ils prennent acte de ces caract�ristiques et nous fassent part de leurs suggestions �ventuelles. En effet, la communication ne saurait �tre unilat�rale et il est toujours n�cessaire de pouvoir faire des concessions s’appuyant sur l’importance relative des diff�rentes composantes du syst�me. Par exemple, il nous ont communiqu� la largeur de leur armature et nous nous sommes adapt�s aux informations qu’ils nous ont donn�es puisqu’ils connaissaient alors des imp�ratifs relatifs � la r�sistance de leur ch�ssis aux efforts. Le module avant nous a �galement fourni des donn�es importamtes comme le diam�tre de la roue avant qui conditionne celui des roues arri�res notamment pour des raisons de stabilit� et de positionnement du centre de gravit�. En g�n�ral, nous avons essay� de tendre le plus possible vers une ind�pendance des modules jusqu’� l’assemblage final comme par exemple avec la solution par paliers pour le montage avec le ch�ssis. Voici quelques exemples de fichiers SE et powerpoint utilis�s pour la communication inter-modules. On voit ici encore que l’outil informatique est tr�s utile.

Vue d’ensemble de l’arri�re

Roue diam�tre 250

Diff�rentiel

Palier

Axes roues

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Le diff�rentiel et le pignon

Pignon diam � tre ext. 85

Carter Engrenage

Espace pour le diff�rentiel

Ajouts

Suppression

A x

A= 150 mm

Or, il nous faut 205 mm pour le diff �rentiel.

Sch�ma de positionnement

200150

100

Palier

25Position du pignon

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Fixation par paliers

4 paliers diam�tre 20

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Gestion du passage de la th�orie � la pratique :

C’est une des parties les plus importantes de notre travail et qui s’est constamment impos�e comme un aspect incontournable de notre r�flexion tout au long du projet. En effet, c’est le fait de relativiser les choses en pensant aux parties plus pratiques comme les m�thodes d’usinage, le montage final, le fonctionnement d�sir� du m�canisme, qui nous a permis de faire face aux principales difficult�s par avance, �vitant ainsi des probl�mes bien plus importants lors de la fabrication. Ainsi, d�s le d�part nous avions pens� d�caler notre diff�rentiel pour faciliter la transmission par cha�ne �tant donn�es les caract�ristiques � pilote � donn�es par le cahier des charges. S’est ensuite pos� le probl�me de fixation de la roue libre et la n�cessit� d’usiner un arbre et donc de consid�rer les diff�rentes possibilit�s qui s’offraient � nous dans ce domaine : il fallait de plus prendre en compte le fait qu’un r�trecissement du diam�tre de l’arbre risquait de poser des probl�mes de r�sistance, d’autant plus que cette partie devait porter le diff�rentiel. Le diff�rentiel, par ailleurs, nous a �galement demand� des efforts notamment en ce qui concerne le dessin des engrenages comparativement aux dessins officiels donn�s avec le diam�tre primitif et la n�cessit� qu’ils soient tangents. Mais �galement pour prot�ger et permettre la mise en position des engrenages, il nous a fallu mettre en place un carter et donc pr�voir �galement une m�thode d’usinage permettant une r�sistance optimale pour un encombrement minimal : des t�les pli�es feraient bien l’affaire mais introduisaient cependant de nouveaux calculs par rapport aux incertitudes et longueurs de t�les n�cessaires. Les liaisons et contraintes � appliquer aux engrenages sur SE pour un fonctionnement mais aussi une fabrication correcte ont �galement n�cessit� une attention particuli�re consid�rant l’importance de cette pi�ce dans le m�canisme. La liaison ch�ssis arri�re a aussi �t� soign�e pour �viter les probl�mes � l’assemblage final. Une �tude beaucoup plus pragmatique a aussi �t� r�alis�e. Par exemple, la n�cessit� de chanfreiner les axes pour �viter les probl�mes de manipulation lors de la fabrication ou encore la fabrication de pi�ces ( noix et tiges) r�serv�es au montage des chapeaux pour une bonne concentricit� ; les chapeaux �tant eux-m�mes utiles pour la mise en position dans le diff�rentiel. Ainsi, chaque nouvelle solution impliquait apparemment de nouvelles difficult�s mais permettait en r�alit� d’assurer une fabrication plus ais�e. En effet, comme c’est nous qui allons devoir fabriquer le syst�me, la priorit� �tait toujours donn�e aux solutions les plus simples � usiner. De m�me, lors de la r�alisation des mises en plans qui constitueront les plans pour la fabrication, nous avons d’une part, pu nous rendre compte d’autres probl�mes potentiels notamment en ce qui

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concerne les incertitudes et ajustements, mais aussi essay� d’�tre le plus pr�cis possible pour �viter des erreurs lors de la fabrication sachant que ce ne sera pas forc�ment nous qui usinerons notre partie du m�canisme. Ainsi, la cotation fonctionnelle, et en particulier les jeux fonctionnels, constitue une �tape tr�s importante effectuant le lien entre la th�orie et la pratique future.

Annexe: notes pour l'usinage et le montage

-fabriquer le carter en premier:pi�ce primordiale pour la coaxialit� ( 4 plaques + chapeaux + al�sage) + noix + tiges

-utiliser la noix et les tiges pour le soudage des chapeaux + al�sage sur carter afin de v�rifier que les 2 arbres seront bien coaxiaux

-monter ensuite l'ensemble [ roue libre + support pignon + pignon + anneau + circlips ] et l'ensemble [ cylindre roue + plaque roue + pions]

-monter ensuite l'ensemble [pignons + arbres + axes + bagues] dans le carter-fixer paliers + [ cylindre roue + plaque roue + pions] sur les arbres-monter les roues