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cos β La relation devient alors: LEV = −X EV ( i − ϕ ') 4. Rendement de la liaison 4. 1. Définitions 4. 1. Puissance d'une action mécanique Soit un solide S en mouvement par rapport au bâti 0. Notons VS/0 = ΩS/0 VP, S/0 le torseur cinématique de S P dans son mouvement par rapport à 0. S est soumis à une action mécanique dont le torseur est noté Fext/S = R M P. P La puissance de l'action mécanique exercée sur S dans son mouvement par rapport à 0 est égale à, S/0 +M P. ΩS/0. Remarque: cette puissance est indépendante du point P d'évaluation des torseurs. 4. Cas de la puissance d'un effort axial Considérons un solide S en translation d'axe x par rapport au bâti 0. Notons VS/0 = 0 Vx le torseur cinématique de S dans son mouvement par rapport à 0. S est soumis à une action mécanique dont le torseur est noté Fext/S = R x 0. La puissance de l'action mécanique que l'extérieur exerce sur S est égale à P= ± R. V 4. 3. Cas de la puissance d'un moment Considérons un solide S en rotation d'axe x par rapport au bâti 0.
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Notons: p = pas en mm/tr, i = angle d'hélice calculé sur le p rayon moyen: tan i = 2π f = tan φ = coefficient de frottement entre l'écrou et la vis. S = surface de contact entre l'écrou et la vis. O = point de l'axe de la liaison hélicoïdale. p i 2. π Dans le cas d'une liaison parfaite, nous avons vu que la relation entre l'effort axial exercé par l'écrou sur la p vis et le moment autour de l'axe de la liaison est L EV = ± X EV. 2. π Dans le cas d'une liaison réelle avec frottement, la relation n'est pas la même. Il faut distinguer deux cas: 3. 1. Moment moteur, effort axial récepteur Considérons le cas ou l'écrou est moteur en rotation, la vis étant immobile par rapport au bâti. Ω x E /V i x1 r m oy y1 V M, V /E M H y V φ d FE /V d FE /V p La vis est ici immobile par rapport au bâti. Notons Ω E/V x Ω E/V x le torseur cinématique de l'écrou 2π O dans son mouvement par rapport à la vis. Au point M, centre d'une surface dS, l'écrou exerce un effort dFE / V =-pdSx1 +fpdSy1. Le torseur de l'action mécanique de l'écrou sur la vis est ∫ dFE/V ∫ OM ∧ dFE/V .
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Notons VS/0 = Ω x 0 le torseur P cinématique de S dans son mouvement par rapport à 0. S est soumis à une action mécanique dont le torseur est noté Fext/S = 0 Cx. La puissance de l'action mécanique que l'extérieur exerce sur S est égale à P= ± C. Ω 4. 4. Rendement d'une liaison Soit S1 et S2 deux solides en liaison. Soit Pmot la puissance motrice que l'extérieur donne à S1 et Prec la puissance réceptrice reçue par l'extérieur par S2. P Le rendement de la liaison entre S1 et S2 est noté η et est défini par η= rec. 0 ≤ η ≤ 1 Pmot 4. 2. { Moment moteur, effort axial récepteur} Soient ωE/0 x 0 le torseur cinématique de l'écrou dans son mouvement par rapport bâti et 0 VV/0 x P torseur cinématique de la vis dans son mouvement par rapport bâti. Dans le cas ou le moment sur l'écrou est moteur et que l'effort axial est récepteur, nous avons vu que L EV = − X EV ( i + ϕ). η= Préceptrice Pmotrice le Préceptrice = X EV / 0 = − X EV. ωE / 0. p 2π p = rmoy i ⇒ Préceptrice = − X EV. ωE / 0 i 2π Pmotrice = L EV.
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Conception de pièces de liaisons adaptables sur pièces LEGO® Rendu final des pièces Nous sommes 3 élèves: Felix Bessonneau, Colin Fléchard et Dorian Clermont, issus du cycle préparatoire de l'ISTIA en 2 ème année en charge d'un projet: Ce projet Ei2 sur les liaisons mécaniques LEGO® s'inscrit dans le cadre de notre 4ème semestre, dans l'unité d'étude n°5: Projets de conception. Il fait suite aux difficultés rencontrées lors des cours de Génie Mécanique de 3 ème année qui utilisaient les LEGO® afin de faciliter la compréhension des schémas cinématiques: en effet certaines liaisons n'étaient pas réalisables de façon simple. Il s'agit là donc de travailler sur des LEGO®: quoi de plus amusant que ça? Modélisation complexe d'une liaison hélicoïdale en LEGO La liaison glissière: La première idée était de faire une pièce compatible avec les pièces classiques de Lego®. Le premier prototype consistait donc à faire une longue brique creuse avec à l'intérieur une pièce qui coulissait afin de jouer le rôle de glissière.
Pour cela nous avions à notre disposition plusieurs schémas cinématiques, tel que la cale réglable, le sinusmatic, la pince schrader, ou encore un système de pompe à piston. Nous avons passé quelques heures à réaliser ces schémas afin d'étudier quelles liaisons allions-nous devoir concevoir. C'est ainsi que nous avons remarqué que la glissière et la rotule étaient difficiles à modéliser sur le sinusmatic par exemple. Exemple du montage: Pince Schrader Complexité visible de la rotule & glissière Et afin de vérifier que nos pièces conçues remplissaient leur rôle, nous avons refait quelques uns de ces montages afin de montrer qu'ils étaient plus simples à construire. Sinusmatic: Montage initial Montage final Pompe avec piston: Montage initial (gauche) Montage final (droite) Cale réglable: Montage initial Montage final Pour conclure sur ce projet, nous pouvons dire que nous l'avons beaucoup apprécié pour les nouvelles méthodes que cela impliquait: notamment le travail en quasi-totale autonomie.