Série 5 - Modéliser, prévoir et vérifier les performances des systèmes de transmission de puissance

Etude la chaîne cinématique d'un vérin seul.

Analyse des liaisons.

On donne ci-dessous le schéma cinématique d'un vérin

On donne ci-dessous un éclaté du vérin.

Q.1- A quelles pièces ou ensemble de pièces du mécanisme réel, correspondent les pièces 0, 1 et 2 du schéma cinématique.

Q.2- A l'aide du document annexe sur les liaisons, donner le nom et le torseur cinématique de chacune des liaisons du schéma cinématique.

Q.3- Par l'analyse des plans et de l'éclaté du vérin expliquer comment est réalisée la liaison glissière entre les pièces 2 et 0 du schéma cinématique.

Mise en place d'un capteur de position de la tige.

Pour des raisons pratiques, il est plus simple de placer le capteur sur la vis sans fin par l'intermédiaire d'un réducteur plutôt que directement sur la tige du vérin.

Le capteur retenu pour la mesure de position de la tige du vérin est un capteur de type potentiomètre mono tour, ce qui signifie que l'étendue de déplacement (la course) de la tige du vérin est associée à un seul tour du potentiomètre rotatif.

Q.4- Expliquer en quelques lignes le principe de fonctionnement d'un tel capteur.

Grâce au dispositif vis-écrou 6/7, la rotation de la vis 6 d'un angle θ6 en radians provoque le déplacement x7 en millimètres de l'écrou 7.

Q.5- Déterminer la relation entre θ6 , x7 et le pas p (p=6,35 mm).

Q.6- Pour une course maximale de la tige du vérin , le potentiomètre rotatif 15 doit faire au maximum un tour. Déterminer le rapport de réduction minimal que doit assurer le réducteur roue et vis sans fin 4/5.

Dans la réalité, le rapport de réduction du réducteur roue et vis sans fin 4/5 est égal à 26

Q.7- En déduire l'amplitude de rotation du potentiomètre rotatif 15. Cette amplitude est-elle cohérente avec la course maximale du potentiomètre ?

Etude cinématique

Etude cinématique d'un vérin

Q.8. A partir du dessin en perspective écorchée d'un vérin (donné en annexe), du vérin démonté (demandez la valise "Deltalab") et du dessin d'ensemble du vérin, coloriez les groupes cinématiques du dessin d'ensemble.

Q.9. Etablir un graphe des liaisons ainsi qu'un schéma cinématique pour ce vérin faisant intervenir les groupes bâti, vis, écrou.

Q.10. Déterminer par une fermeture de chaine cinématique la loi d'entrée-sortie de ce mécanisme.

Etude de la chaîne fonctionnelle d'un vérin

Le moteur à courant continu a une vitesse maximale à vide N = 7500 tr.min-1.

Sa puissance maximale en continu est égale à P = 4,2 W.

Le réducteur qui lui est associé réduit la vitesse dans un rapport r = 19,4.

La vis possède un pas (déplacement axial pour un tour) p = 6,35 mm.

Le rendement de l'ensemble réducteur et mécanisme vis-écrou est égal à  = 0,35.

Q.11. Déterminez la vitesse théorique de l'axe à vide.

Q.12. Déterminez la masse maximale que peut déplacer l'axe en montée à vitesse maximale.

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