[PDF] IPEIB/IPEST 2019/2020 Science de l’Ingénieur : Cinématique



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POMPE HYDRAULIQUE A PISTONS AXIAUX

TD n°4 Modélisation cinématique des liaisons : Fermeture cinématique 2016-2017 PCSI Sciences Industrielles de l’Ingénieur 2 / 2 Exercice 2 : JOINT DE TRANSMISSION OLDHAM Présentation Lorsque 2 arbres ne sont pas alignés, et que l’on doit transmettre un mouvement de rotation de l’un vers



LOIS ENTREE-SORTIE PAS FERMETURE GEOMETRIQUE Exercice 1

cinématique Question 2 : Donner le paramètre d’entrée et le paramètre de sortie du système Question 3 : Déterminer, à l’aide d’une fermeture géométrique, la loi entrée-sortie en position df=α()1 du système d’orientation d’antenne



DÉTERMINER LE COMPORTEMENT CINÉMATIQUE ET EN STATIQUE D UN

CPGE 1re année - C09 TD - Déterminer le comportement cinématique et en statique d'un transmetteur non linéaire 13/02/2019 6/20 TD 2 : DÉTERMINER LES LOIS E/S PAR FERMETURE CINÉMATIQUE ET PRODUIT SCALAIRE Exercice 2 1 : POMPE HYDRAULIQUE À PISTONS RADIAUX



Exercice 1 : Pompe à palettes

Exercice 3 : Commande de trappe On considère le mécanisme (schéma cinématique page suivante) constitué de quatre pièces La roulette 2 tourne autour du point A, son rayon est R 2, elle est en contact avec le plateau 3 au point I Un système (ressort), non représenté sur le schéma, assure le maintien permanent du contact en I



Le compresseur à air permet à l’utilisateur gonfler une

TD n°2 Modélisation cinématique des liaisons : Fermeture géométrique 2015-2016 PCSI Sciences Industrielles de l’Ingénieur 3 / 4 Exercice 2 : POMPE OSCILLANTE La pompe oscillante représentée ci-dessous se décompose en quatre classes d’équivalence : • le corps 1, • le cylindre oscillant 2, • le piston 3, • la manivelle 4



Théorie des mécanismes Mobilité ­ Hyperstatisme

Exercice n°5 : Système de commande en translation par liaison hélicoïdale •Ecrire la fermeture cinématique de chaîne relative à ce mécanisme •En déduire le degré de mobilité m, le rang rc du système d’équations de la cinématique, le degré de mobilité cinématique mc et le degré



CI20 Cinématique des systèmes et actions mécaniques Loi

• la fermeture cinématique 3 1 Loi entrée /sortie par fermeture géométrique La loi entrée / sortie dans le cas de chaîne fermée s’obtient souvent par fermeture géométrique Il s’agit d’écrire une relation vectorielle (relation de Chasles), traduisant la fermeture de la chaîne, en passant par les points caractéristiques du



Loi entrée-sortie dune chaîne cinématique

la fermeture cinématique II 1 Loi entrée sortie par fermeture géométrique La loi entrée sortie dans le cas de chaîne fermée s’obtient souvent par fermeture géométrique Il s’agit d’écrire une relation vectorielle (relation de Chasles), traduisant la fermeture de la chaîne, en passant



IPEIB/IPEST 2019/2020 Science de l’Ingénieur : Cinématique

Science de l’Ingénieur : Cinématique des systèmes mécaniques (révision) Exercice 1: Mini-compresseur Ce compresseur est utilisé pour gonfler une roue de voiture, une roue de vélo, un ballon, un matelas Il est vendu dans les réseaux de grande distribution de types supermarchés Son fonctionnement utilise

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Lefi Abdellaoui

E-mail: lefiabdellaoui@yahoo.fr

Blog: https://lefiabdellaoui.wordpress.com

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IPEIB/IPEST 2019/2020

Science de l'Ingénieur : Cinématique des systèmes mécaniques (révision)

Exercice

1: Mini-compresseur

Ce compresseur est utilisé pour gonfler une roue de voiture, une roue de vélo, un ballon, un matelas...

Il est vendu dans les réseaux de grande distribution de types supermarchés. 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).

La figure suivante correspond à son schéma

cinématique.

1. Donner le graphe de liaison de ce système.

2. Donner le paramètre d"entrée et le paramètre de sortie du système.

3. Déterminer la loi E/S en position du système à l"aide d"une fermeture géométrique.

4. On demande de déterminer la course ܥ du piston sachant qu'on a : ߣ=ܥ

Exercice

2 : Pompe.

Le dessin suivant représente la vue en coupe d'une pompe en phase d'admission d'un fluide liquide.

Admission

Refoulement ܵ

5 7 5 5 1 U& 4 5 4 T& 6

Ù(P)

5 T& 4 T& 6 U& 4 U& 5 U& 6 T& 4 V& 4 T& 5

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2 Le schéma cinématique de cette pompe est également représenté ci-contre. Cette pompe est constituée de différents éléments :

Un bâti (ܵ

constitué des éléments (0+0'+0'') auquel on attache un repère de référence ܴ

Un ensemble oscillant (ܵ

) avec le bâti (ܵ ). On attache à cet ensemble un repère ܴ

Une manivelle (S1) en liaison pivot d'axe (ܱ

) avec le bâti (ܵ ). On attache à cette manivelle un repère

Un piston (ܵ

) en liaison pivot d'axe (ܣ ) avec (ܵ ) et en liaison pivot glissant d'axe (ܣ ) avec (ܵ ). On attache à ce piston un repère

On notera :

) L'angle de rotation de la manivelle (ܵ ) par rapport au bâti (ܵ ) L'angle de rotation de (ܵ ) ou (ܵ ) par rapport au bâti (ܵ ߣ (ݐ) Le paramètre de translation de (ܵ ) par rapport à (ܵ

On pose : ܣܱ

La figure ci-dessous représente la loi entrée sortie de la pompe (ߣ(ݐ) en fonction de ߙ(ݐ)) pour ܴ=20݉݉ et ܮ

80݉݉.

1.

Donner le graphe de liaisons du mécanisme étudié et préciser les spécifications des différentes liaisons. Indiquer

la nature de la chaine des solides. 2.

Représenter les figures de changement de base.

3. Indiquer le paramètre d'entrée et le paramètre de sortie. 4.

Ecrire les équations qui découlent de la fermeture géométrique de la chaine des solides S0-S1-S2-S3.

5. Déduire la loi entrée-sortie de la pompe (exprimer ߣ(ݐ) en fonction de ߙ 6.

Déterminer la course en mm du piston (S2).

7.

Préciser par rapport à ߙ

8.

Sachant que la vitesse de rotation de la manivelle est de 1200tr/min et le diamètre du piston S2 est ݀=20݉݉.

Déterminer le débit moyen ܳ

de la pompe en litre/min et en litre/s. 9.

A votre avis, sur quel paramètre géométrique il faut agir afin d'augmenter le débit moyen ܳ

020406080100120

Déplacement du piston

ʄ(mm)

Position angulaire ɲ(°)

5 7 5 5 5 4 T& 4 T& 4 U& 4 U& 4 T& 6 T& 5 V& 4 V

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3

Exercice

3 : Palettiseur pour l'industrie laitière

Les briques de lait de 1L sont stockées par groupe de 6, et déposée sur des palettes (ce qui facilite leur transport dans

les camions). Dans une chaîne de conditio nnement de briques de lait, on utilise souvent des poussoirs qui poussent tout

un lot de 6 briques de lait. On se propose d'étudier un de ces poussoirs dont on donne le modèle ci-dessous ainsi qu'un

extrait de cahier des charges fonctionnel. L'objectif d'étude est de vérifier si le système permet d'atteindre l'exigence

demandée.

Exigence technique Critère Niveau

1.2 Amplitude de déplacement 50cm mini

Le bâti (ܵ

) est fixe. Un motoréducteur anime en rotation la manivelle (ܵ ). Par l'intermédiaire d'une liaison linéaire annulaire d'axe ), la manivelle (ܵ ) déplace la tige (ܵ ) en rotation autour de l'axe (ܣ ) qui déplace elle même le poussoir (ܵ ) en translation suivant l'axe (ܪ

Données :

ܴ,=0,15݉ ݁ݐ ܮ

=2ܮ =0,5݉. 1. Donner le graphe de liaisons. Préciser les spécifications nécessaires pour chaque liaison. 2. 3. Écrire les équations de la fermeture géométrique de la chaine des solides (ܵ ) en projection dans la base du repère ܴ 4. Écrire les équations de la fermeture géométrique de la chaine des solides (ܵ ) en projection dans la base du repère ܴ 5. Déduire la loi entrée-sortie du système : ݕ(ݐ)=݂൫ߙ On donne ci-après la courbe qui représente la loi entrée sortie pour un tour de ܵ par rapport à 5 5 5 6 5 7 U& 4 T& 4 T& 5 T& 6 VV& 4 T& 5 T& 4 T& 6 U& 4 U& 5 U& 6

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4 6. Déterminer l'amplitude de déplacement du poussoir 7.

Conclure vis-à-vis du cahier des charges.

Exercice

4: Pendule double

On considère le système de pendule double composé de deux tiges. La tige 1 est articulée au bâti (0) au point ܱ

deux tiges sont de longueurs identiques ܮ. Le bâti (0) est lié au repère ܴ ). La tige (1) est liée au repère ) et la tige (2) est liée au repère ܴ 1. Déterminer par dérivation (méthode directe) : 2. Déterminer par la méthode de champ des vecteurs vitesses : 3. Déterminer les torseurs cinématiques suivants : et {ߴ et {ߴ 4. Déterminer par la méthode de composition de mouvement : -500-400-300-200-1000100200300400500 deplacement (mm)

Position angulaire ɲ(°)

(0) (1) (2) U& 4 T& 4 T& 5 T& 6

Ù(P)

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5

Exercice

5 : Eolienne

On s'intéresse à une éolienne de petite puissance (18 KW) représentée sous forme de schéma cinématique ci-dessous :

Ce système est constitué de trois solides :

Le mât 0, de repère associé ܴ

), fixe par rapport au sol tel que l'axe (ܱ ) soit dirigé suivant la verticale ascendante.

Le corps 1, de repère associé ܴ

), en mouvement de rotation d'axe (ܱ ) par rapport au mât 0 tel que ݖԦ et (ݔԦ

Les pâles 2, de repère associé ܴ

) par rapport au corps 1 tel que et (ݕԦ

Si un corps étranger percute une pale au point de l'endommager et de créer un " balourd » (centre de gravité ܩ

des pâles

qui n'est plus sur l'axe de rotation des pâles), des effets dynamiques (vibrations) peuvent apparaitre et être à l'origine

d'efforts qui vont user anormalement certaines pièces du système.

Dans ce cas, la position du centre de gravité

(c constant). 1.

Donner les deux figures de changement de bases.

2. Déterminer les torseurs cinématiques suivants :

Déterminer ܸ

Déterminer ȞԦ(ܩ

Exercice

6 : Mécanisme d'ouverture automatique

L'exercice porte sur l'étude d'un mécanisme

d'ouverture d'une trappe. Ce mécanisme est composé de :

Un bâti (0) lié au repère ܴ

(0,ݔԦ

Un bras (1), en liaison pivot d'axe (ܱ

) avec le bâti (0), lié au repère ܴ (0,ݔԦ ) tel que ߙ

Une roulette (2), assimilée à un disque de rayon R et de centre A, en liaison picot d'axe (ܣ

) avec le bras (1) et lié au repère (0,ݔԦ Un plateau (3), en liaison glissière d'axe (ܥ ) avec le bat (0) et en liaison ponctuelle de normale (ܫ ) au

point de contact I avec la roulette (2). Le contact au point I est maintenu avec un ressort non représenté.

On donne : ܣܱ

et ܣܫ

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1. Déterminer ȳ

(1/0), ȳ (2/0), ȳ (3/0)

2. Déterminer ȳ

(2/3). Déduire le vecteur vitesse de roulement ȳ (2/3) et le vecteur vitesse de pivotement ȳ (2/3).

3. Déterminer le vecteur vitesse de glissement au point ܫ

4. Déterminer la condition de roulement sans glissement au point ܫ

Exercice 8. Système élévateur

L'étude porte sur

un système utilisé pour soulever une charge. Ce système est composé de :

Un bâti (ܵ

) lié au repère ܴ

Une tige (ܵ

), liée au repère ܴ ), est en liaison pivot d'axe (ܱ ) avec le bâti (ܵ ). Soit ߠ

Un disque (ܵ

), lié au repère ܴ ), est en liaison pivot d'axe (ܣ ) avec la tige ܵ et en liaison ponctuelle de normale (ܫ ) avec (ܵ

Un disque (ܵ

), lié au repère ܴ ) avec la tige ܵ et en liaison ponctuelle de normale (ܬ ) avec le piston (ܵ

Soit ߙ

Un piston ܵ

, lié au repère ܴ ), est en liaison glissière d'axe (ܦ On donne ci-dessous les données géométriques nécessaires au calcul cinématique. =2ܴ 4 1.

Déterminer les vecteurs vitesses ins

tantanées de rotation ȳ /0), ȳ /0), ȳ /0) 2 . Déterminer les éléments de réduction du torseur cinématique de la tige ܵ dans son mouvement par rapport au repère

3. Déterminer le torseur cinématique du piston ܵ

dans son mouvement par rapport au bâti, au point ܥ 4 . Calculer la vitesse de glissement au point ܫ du mouvement de (ܵ ) par rapport à (ܵ ). En déduire la condition de roulement sans glissement ; 5 . Calculer la vitesse de glissement au point J du mouvement de (ܵ ) par rapport au piston ܵ . En déduire la conditio n de roulement sans glissement. (0) (1) (2) (3) (0) U& 4 T& 5 T& 6

Ù(P)

VV& 4

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