Transformation de mouvement rotation / translation pour minimiser le couple moteur

Résumé du document

Etude d'un système de transformation de mouvement rotation/translation permettant de minimiser le couple moteur. Il s'agit d'un système utilisé pour appliquer la théorie du destructeur d'aiguilles et le logiciel utilisé pour faire les modélisations est Solidworks.

Extraits

[...] On a plusieurs solutions : soit on dimensionne le système pour qu'il rentre dans le capot actuel mais la taille de chaque pièce serait petite et cela coûterait donc un peu plus cher à l'acheteur, soit on agrandit le volume du capot et dans ce cas, les pièces seraient légèrement plus grandes donc un peu moins chères. Le système rentrerait facilement si on agrandissait le capot de 50 mm de hauteur. Pour respecter le cahier des charges, le problème est de savoir combien doivent mesurer les bielles pour que le système rentre dans le capot actuel. Dimensionnement du système à genouillère : Pour dimensionner notre système à genouillère, on utilise un système de 2 équations à 2 inconnues. [...]

[...] Le tableau suivant indique les valeurs maximums du couple moteur pour chaque système (l'ordonnée du point formé par l'intersection de la courbe et de la droite verticale) : On peut calculer avec ces valeurs la puissance maximale nécessaire : P = C x ω = C x 13.09 D'après la modélisation sous Solidworks, c'est la genouillère qui semble être le système de transformation de mouvement le meilleur (couple moteur maximal le plus faible, puissance maximale la plus faible donc meilleur rendement). III Etude approfondie d'un système : la genouillère Avec ce système, un problème se pose : il faut que les axes de translation de la lame et de rotation du moteur soient colinéaires. Il suffit pour cela de modifier l'axe de rotation du moteur pour l'aligner avec celui de la translation de la lame. Ainsi, on répondra aux besoins du cahier des charges. [...]

[...] On a choisi d'étudier le système de coupe par rotation car ce système est différent des autres. Il nous permet de comparer l'efficacité entre un système de transformation de mouvement par rotation et d'autres par translation. II - Etude de différents systèmes Pour l'étude des différents systèmes, nous allons utiliser Solidworks. Nous allons ainsi modéliser chaque système sous Solidworks afin de voir lequel permet d'avoir un couple moteur le plus petit possible. Il faut tout d'abord calculer la vitesse de rotation du moteur avant de commencer la modélisation. [...]

[...] Calculons maintenant le temps nécessaire pour faire un tour : T = = 0.48 s Appliquons la force extérieure : 250 N Il faut appliquer l'effort extérieur exercé par la seringue au moment de la coupe (250 N). Cet effort n'est pas constant au cours du temps. Il faut donc calculer le temps pendant lequel cet effort est exercé. Pour cela, nous allons prendre un diamètre d'aiguille de 1 mm. On obtient ainsi les durées de l'effort : La modélisation des différents systèmes permet ensuite d'obtenir le couple moteur maximum de chaque système. [...]

[...] Voir schéma annexe 9 (le schéma n'est pas complètement fidèle à la réalité mais il aide à comprendre le raisonnement suivant) y + 5 = 10 avec 10 = 5 + 5 : longueur des 2 bielles mises bout à bout (position maximale) y = 5 cos α en utilisant la trigonométrie On remplace l'expression de y de la deuxième équation dans la première, on obtient : 10 cos α + 5 = 10 D'où : cos α = = et donc α = on a donc sin α = Par la trigonométrie, on obtient également l'équation suivante : h = 10 sin α Donc : h = 10 x = 8.66 cm On peut donc en conclure qu'il faudrait une longueur de bielle principale de 10 cm et des longueurs des petites bielles de 5 cm chacune. Avec ces dimensions, le système rentrerait dans le capot et donc il n'y aurait pas besoin de modification : le cahier des charges est donc respecté. Bibliographie http://cm1cm2.ceyreste.free.fr/mouvements.html Youde Xiong Formulaire de mécanique Transmission de puissance éditions Eyrolles 2006 http://stsp.creteil.iufm.fr/article89.html http://www.irccyn.ec-nantes.fr/~chablat/Cames.html http://etmoteur.club.fr/500xt_moteur_1_embiellage.htm Ce site nous a uniquement permis d'en connaître un peu plus sur la mise en place technique d'un système contenant une bielle mais ne nous a pas aidé dans notre projet. [...]