[PDF] Exercice 1 : MINI-COMPRESSEUR.

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Exercice 1 : MINI-COMPRESSEUR.

Ce compresseur est utilisé pour

gonfler une roue de voiture, une roue de vélo, un ballon, un

Il est vendu dans les

réseaux de grande distribution de types supermarchés. Son prix est inférieur à 15

Son fonctionnement utilise le

principe de transformation de mouvement de rotation continu (de la manivelle 2 par rapport au bâti 1) en un mouvement de translation alternatif (du piston

4 par rapport au bâti 1).

NB : La transformation de

mouvement dans le sens inverse (translation alternative en rotation continue) est utilisée dans les moteurs thermiques (type automobile).

La manivelle 2, en rotation de centre O par rapport au bâti 1, entraîne la bielle 3, qui déplace le piston 4 le

La manivelle tourne à vitesse constante

2/1 1.z

avec

4/rad s

, et

25OA a mm

On souhaite déterminer la vitesse du piston par rapport au bâti. Échelle des vitesses conseillée : 1 cm 5 cm/s.

Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti 1. Déterminer le ou

les CIR associés. Justifier.

Question 2 : Tracer les vitesses

2/1AV 3/1AV 3/1BV et 4/1BV . Justifier. O A B 2 1 3 4 1

Carter (bâti 1)

Moteur

Réducteur

Vilebrequin (manivelle 2) Bielle 3

Piston 4

(voir vidéo sur site du professeur) TD 12 - Cinématique graphique - CIR et équiprojectivité Page 2/8

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Exercice 2 : PRESSE À GENOUILLÈRE.

La presse à genouillère proposée est utilisée pour fabriquer des pièces de monnaie, de

circlips, rondelles(voir vidéo sur site du professeur). Le principe de transformation de mouvement utilisée par ce système (dispositif 4 barres {0, 1, 2 et 3} + dispositif bielle- encombrement réduit. arbre excentré 1 (OA). entraînant en A une bielle 2 (AB), suivie de biellettes 3 (BC) et 4 (BD) renvoyant le mouvement en D au coulisseau 5. Le coulisseau est en translation verticale de direction CD par rapport au bâti 0. La matrice, qui permet obtenir la forme désirée, est

Pour former

correctement, il est nécessaire que la vitesse de percussion de la pièce soit supérieure à 0,15 m.s-1. 1/0N = 60 tr/min et

60OA a mm

Échelle des vitesses conseillée : 1 cm 200 mm/s. Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti 0. Déterminer le ou les CIR associés. Justifier.

Question 2 : Tracer les vitesses

1/0AV 2/0AV 2/0BV 4/0BV 4/0DV et 5/0DV . Justifier. C B A 2 1 3 4 0 O 0 0 D 5 4 TD 12 - Cinématique graphique - CIR et équiprojectivité Page 3/8

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Exercice 3 : BATTEUR À HOULE.

générer des vagues et simuler ainsi les houles maritimes (voir vidéo sur site du professeur).

La rotation continue du plateau moteur 1 provoque par l'intermédiaire de la bielle 2 la rotation alternative du

bras 3 par rapport au bâti 0. La pale 4, liée au bras 3 en D, a donc aussi un mouvement alternatif. 1/0 = 7 rad/s et

10OA a cm

Échelle des vitesses : 1 cm 0,5 m/s.

On souhaite déterminer la vitesse en K de la pale 4 par rapport au bâti 0.

Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti 0. Déterminer le ou

les CIR associés.

Question 2 : Tracer les vitesses

1/0AV 2/0AV 2/0BV 4/0BV 4/0DV et 4/0KV . Justifier. TD 12 - Cinématique graphique - CIR et équiprojectivité Page 4/8

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A B C D E F G H

Piston 9

I 2 3 5 6 7 4 8 1

Exercice 4 : PRESSE À 2 EXCENTRIQUES.

Une presse à emboutir utilisée dans l

transformation des métaux en feuilles (similaire à celle représentée ci-contre) est schématisée ci-dessous à une

échelle donnée.

Contrairement au système bielle-manivelle où la frappe de la if permet système à genouillère vu précédemment se situant à mi- chemin).

Constitution du mécanisme schématisée :

Un motoréducteur électrique entraîne en rotation la roue 2 à une vitesse 2/1N = 60 tr/min. Le roulement sans glissement en I de la roue 2 sur la roue 3 (de même diamètre égal à

200 mm) permet la mise en rotation des manivelles AB (60 mm) et CD (40 mm).

Les bielles DE, BE, EF, GF et FH permettent de transmettre le mouvement. Le piston 9 se translate verticalement par rapport au bâti.

Échelle : 1 cm 100 mm/s.

Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti 0. Déterminer le ou les CIR associés. Question 2 : Déterminer graphiquement dans la position donnée, la vitesse du piston par rapport au bâti : 9/1HV . (NB : Cette question ne sera jamais demandée aux concours). (Justifier les différentes étapes de la construction). (NB : Il faudra déterminer 2 CIR inter 5/2I puis 5/1I TD 12 - Cinématique graphique - CIR et équiprojectivité Page 5/8

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Exercice 5 : MINI-COMPRESSEUR.

Reprendre lexercice 1.

Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti. Écrire le ou les

é qui sera ou seront utilisés.

Question 2 : Tracer les vitesses

2/1AV 3/1AV 3/1BV et 4/1BV . Justifier. Question 3 : Comparer les résultats avec ceux déterminés avec la méthode des CIR. Échelle des vitesses conseillée : 1 cm 5 cm/s.

2/10,1 /AV m s

O A B 2 1 3 4 1 TD 12 - Cinématique graphique - CIR et équiprojectivité Page 6/8

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Exercice 6 : PRESSE À GENOUILLÈRE.

Reprendre lexercice 2.

Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti. Écrire le ou les

Question 2 : Tracer les vitesses

1/0AV 2/0AV 2/0BV 4/0BV 4/0DV et 5/0DV . Justifier. Question 3 : Comparer les résultats avec ceux déterminés avec la méthode des CIR. Échelle des vitesses conseillée : 1 cm 200 mm/s.

1/0377 /AV mm s

C B A 2 1 3 4 0 O 0 0 D 5 4 TD 12 - Cinématique graphique - CIR et équiprojectivité Page 7/8

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Exercice 7 : BATTEUR À HOULE.

Reprendre lexercice 3.

Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti. Écrire le ou les

Question 2 : Tracer les vitesses

1/0AV 2/0AV 2/0BV 3/0BV 3/0DV 4/0DV et 4/0KV . Justifier. Question 3 : Comparer les résultats avec ceux déterminés avec la méthode des CIR.

Échelle des vitesses : 1 cm 0,5 m/s.

1/00,7 /AV m s

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A B C D E F G H

Piston 9

I 2 3 5 6 7 4 8 1

Exercice 8 : PRESSE À 2 EXCENTRIQUES.

Reprendre lexercice 4.

Question 1 : Identifier le ou les solides en mouvement quelconque par rapport au bâti. Écrire le ou les

Question 2 : Déterminer la vitesse

9/1HV . Justifier. Question 3 : Comparer les résultats avec ceux déterminés avec la méthode des CIR.

Échelle des vitesses : 1 cm 100 mm/s.

2/1377 /BV mm s

et

3/1251 /DV mm s

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