LYCEE CHAPTAL

TD

PTSI

Séquence 4

Liaisons entre les solides

CPGE

PTSI/PT*

Demie

classe

B2 - Proposer un modèle G1 - Élaborer, rechercher et traiter des informations

3h

2017/2018

Schématisation cinématique

Sciences Industrielles

pour l’Ingénieur

CPGE PTSI S2I Séquence 4 : Liaisons entre les solides Modélisation cinématique

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Exercice1:LecteurDVD

I Miseensituation Analyse système

Objectif : réaliser le schéma cinématique d’un lecteur DVD lors de la phase de lecture.

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II Travaildemandé

Question 1 : Représenter l’écrou 13 sur la perspective et le dessin d’ensemble.

Question 2 : Présenter sous forme de tableau l’étude des liaisons élémentaires entre les différentes pièces :

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Pièces i / j Degrés de libertés

autorisés Nom de la liaison Schéma en

perspective 3/4 Rotation d’axe (A ;x)

6/2

8/9

8/12

8/10

8/13

13/1 Appui-plan de normale y

5/6 Tous, sauf la normale au contact

Contact de denture d’engrenage en I selon x

6/7 Tous, sauf la normale

au contact Contact de denture d’engrenage en J selon x

5

6

y x

z

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Question 3 : Quel est le degré de liberté autorisé par l’association 8/9, 8/12 et 8/10 ? Quelle est la liaison globale équivalente à cette association ?

Question 4 : Colorier sur le plan d’ensemble, dans toutes les vues, les classes

d’équivalence cinématique (CEC) : A = {1 ; 2 …………………………………………………….} en blanc B = {5, …………………………………………………….} en bleu A = {6 …………………………………………………….} en rouge A = {7 …………………………………………………….} en vert A = {13 …………………………………………………….} en marron

Question 5 : Quel est le rôle de la vis 12 ?

Question 6 : Tracer le graphe des liaisons entre les CEC.

Question 7 : Construire le schéma cinématique du dispositif, selon les vues de dessus (x ; z) et de gauche (y ; z) correspondant au plan d’ensemble.

Complément de cours : la schématisation d’une liaison par engrenage avec contact extérieur est proposée ci-dessous :

Question 8 : Construire le schéma cinématique en perspective selon la disposition de la perspective éclatée.

CPG

E PT

SI S

2I

Séqu

ence

4 :

Liai

sons

ent

re le

s so

lides

M

odél

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ion

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r10

Des

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d’en

sembl

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Exercice2:Malaxeur

La figure ci-dessus représente de façon schématique un malaxeur. Un moteur électrique entraîne la vis sans fin (S1) qui engrène avec la roue (S2). Cette roue est en liaison pivot avec le bâti (S0). La rotation de cette roue (S2) va provoquer le mouvement du bras mélangeur (S4) par l'intermédiaire des pièces (S3) et (S5). (S3) est en contact avec (S2) sur une surface sphérique et avec (S4) sur une surface cylindrique. (S5) est liée au bras (S4) par une liaison pivot et au bâti (S0) par une liaison pivot.

Nota : On ne tient pas compte dans l'exercice de la vis sans fin (S1).

Question 1: Tracer le graphe des liaisons, en précisant les caractéristiques des liaisons

Question 2: Réaliser le schéma cinématique en 3D du système.

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Exercice3:Hélicoptèreplateaucyclique

I. PrésentationUn hélicoptère crée sa portance grâce au mouvement de rotation du rotor principal (8) entraîné à l’aide de la turbine.

Pour permettre à l’hélicoptère de se déplacer suivant les différentes directions, les pales (7) prennent, suivant un axe radial, une incidence qui varie au cours de la rotation du rotor.

Le dispositif qui transmet les consignes du pilote et qui permet d’imposer cette variation d’incidence est le plateau cyclique (3 et 4) dont l’orientation est fixée par l’intermédiaire de plusieurs vérins hydrauliques.

On ne tient pas compte dans l'exercice de la vis sans fin (S1).

L’hélicoptèreestàl’arrêt.Les

palessontenpositionhorizontale(incidencenulle).

L’hélicoptèreestenvolstationnaire.Lespales

présententlamêmeincidence.

L’hélicoptèreesten

déplacement.Lespalesneprésententpaslamême

incidence.

II. TravaildemandéQuestion 1: Tracer le graphe des liaisons, en précisant les caractéristiques des

liaisons. (Définir des axes et points particuliers du mécanisme.

Question 2: Réaliser le schéma cinématique en 3D du système.

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Exercice4:VariateurPIV Les dessins ci-dessous représentent un variateur constitué par 2 plateaux décalés entre lesquels est enfermée une série de billes maintenues par une cage pouvant se déplacer suivant un axe afin de modifier le rapport de réduction.

Question 1 : Tracer le graphe des liaisons.

Question 2 : Réaliser le schéma cinématique en 3D du système.

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Exercice5:Systèmedetransformationdemouvement

Le dessin ci-dessous représente un système de transformation de mouvement.

Question 1 : Tracer le graphe des liaisons

Question 2 : Réaliser le schéma cinématique du système.

Question 3 : Conclure sur la transformation de mouvement.