Construction des organes des machines

INTRODUCTION :

Le cours d’organes des machines s’apparente à l’anatomie en médecine. Il permet à l’étudiant d’avoir une conception précise de la structure d’une machine, de la composition des ensembles, des différents systèmes de liaison qui existent entre les éléments, des règles de la conception et des calculs de dimensionnement. L’étudiant doit pouvoir en fin de formation :

analyser un ensemble, concevoir ou modifier un ensemble ou un organe en adoptant la solution la plus simple, la plus sécurisante, la plus rentable et la plus économique ;
Dessiner à l’aide d’un outil informatique, un ensemble ou un organe en respectant toute la normalisation européenne ;
Calculer les sollicitations mécaniques de l’organe
Choisir et justifier l’utilisation des matériaux.

Pré requis :

L’étudiant admis à suivre le cours de construction organes des machines est supposé avoir une maîtrise ou du moins une compétence suffisante dans les branches ci après :

– Mathématiques (analyse, algèbre et géométrie),

– Mécanique rationnelle (cinématique, statique et dynamique),

– Résistance des matériaux et la théorie de l’élasticité,

– La connaissance des matériaux,

– Le dessin industriel et l’utilisation d’un logicielle de DAO pour réaliser des dessins de définition et d’assemblage.

Evaluation :

L’unité de formation est certifiée par une présentation de projet.

Sujet:

Conception d’un réducteur (au moins deux étages).

Entrée : un moteur triphasé

Sortie : entraînement d’une structure (machines outils, bande transporteuse, système de levage etc…

Conception d’un système de transformation de mouvement circulaire continu en mouvement rectiligne alternatif : étude complète du système.

Cahier de charges :

Le projet doit porter sur un ensemble réel industriel d’un système de transmission des mouvements. Le sujet doit traiter au moins deux systèmes différents de transmission entre l’entrée et la sortie du mouvement.

Les points clés du projet :

– Originalité de la conception,

– Chaîne cinématique,

– Les calculs des efforts et le dimensionnement des organes,

– La normalisation,

– La nomenclature et le choix des matériaux

– Aspect fonctionnel, sécuritaire et économique,

– La justification des choix des organes.

Le dossier doit comporter le cahier de charges détaillé, la chaîne cinématique, le dessin d’ensemble et le dessin de définition en trois vues d’une pièce au choix. Tous les dessins seront réalisés sur AutoCad.

Une présentation orale sera faite par l’étudiant. Au coursde cette présentation, l’étudiant doit être en mesure de faire les calculs de dimensionnement du cours et répondre à des questions théoriques et technologiques du syllabus.

Table des matières :

Rappels de résistance des matériaux :

Première partie :

ASSEMBLAGE PAR VIS, BOULONS ET GOUJONS

A°) INTRODUCTION :

B°) GENERALITE SUR LE FILETAGE :

a°) Réalisation :

b°) Terminologie :

c°) Utilisations :

d°) Caractéristiques :

e°) Pas gauche, pas droit :

f°) Les vis à plusieurs entrées :

g°) Le profil triangulaire :

h°) Les profils spéciaux :

C°) CALCUL DU FILETAGE :

a°) Mise en place Pièces- Boulon / Pré- serrage / Serrage :

b°) Similitude et mode opératoire d’un assemblage fileté :

c°) Le cas d’un assemblage fileté :

d°) Dimensionnement du noyau :

e°) Dimensionnement des filets :

ASSEMBLAGE PAR GOUPILLE

A°) INTRODUCTION :

B°) LES VARIETES DE GOUPILLES :

a°) Goupilles cylindriques :

b°) Les goupilles coniques :

c°) Les goupilles fendues ou goupille V:

d°) Les goupilles cannelées :

e°) Les goupilles cylindriques creuses dites « goupilles élastiques » ou « goupilles Mécanindus »

C°) CALCUL D’UNE GOUPILLE.

ASSEMBLAGE PAR CLAVETTES

A°) INTRODUCTION :

B°) LES CLAVETTES TRANSVERSALES :

a°)Calcul de l’angle ALPHA : la théorie du coin.

C°) APPLICATION DES RESULTATS AUX CLAVETTES TRANSVERSALES :

a°) Clavette en trapèze rectangle :

b°) Clavette en trapèze isocèle :

D°) CALCUL DES ASSEMBLAGES PAR CLAVETTE TRANSVERSALE :

a°) Représentation de la sollicitation, du moment fléchissant et de l’effort tranchant d’une clavette transversale :

b°) Généralité :

c°) Cas de l’assemblage des pièces plates soumises à un effort d’extension P

E°) ASSEMBLAGE PAR CLAVETTE LONGITUDINALE :

a°) Généralité :

b°)Application :

c°) Considération pratique :

F°) CLAVETAGE FORCE, CLAVETAGE LIBRE, CLAVETTES SPÉCIALES :

a°) Clavetage forcé :

b°) Clavetage libre :

c°) Clavette disque :

d°) Les clavettes inclinées :

LES ASSEMBLAGES CANNELÉS

A°) GÉNÉRALITÉ :

a°) Calcul des assemblages cannelés :

Deuxième partie :

SOUDAGE ET COLLAGE DES PIÈCES

A°) GÉNÉRALITÉ :

B°) SOUDAGE :

a°) Classification :

b°) Retraits et contraintes résiduelles :

c°)Règles de tracé des pièces soudées :

C°) COLLAGE DES PIÈCES MÉCANIQUES :

a°) Les avantages de l’assemblage par collage :

b°) Les inconvénients de l’assemblage par collage :

c°) Règles de tracé des pièces collées :

d°) Dimensionnement d’un joint collé :

LE FRETTAGE

A°) GÉNÉRALITÉ :

B°) RAPPEL SUR LE CALCUL DES AJUSTEMENTS :

C°) CONDITIONS DE RÉALISATION :

a°) Montage à la presse :

b°) Dilatation de l’alésage et / ou contraction de l’arbre :

D°) CALCUL D’UN FRETTAGE :

a°) Déformation des pièces frettées : les lois de Hooke-POISSON

b°) Influence de la rugosité :

ASSEMBLAGE PAR RIVETS

A°) GÉNÉRALITÉ :

a°) Les types d’assemblage par rivets :

b°) Sollicitations :

B°) LES BASES DE NORMALISATION DES RIVETS PLEINS EN ACIER

a°) Têtes de rivet :

b°) Longueur du rivet :

c°) Réalisation des trous :

d°) Placement des rivets :

e°) Les sollicitations :

C °) CALCUL DES ASSEMBLAGES PAR RIVETS :

a°) Terminologie :

b°) Nombre maximum de rangées :

c°) Principe de calcul :

Troisième partie :

A°) INTRODUCTION :

LES TYPES DE TRANSMISSION :

A°) GÉNÉRALITÉ :

a°) Transmission à rapport de vitesses constant :

b°) Rapport de transmission :

c°) Vitesse périphérique :

d°) Puissance transmise :

e°) Le rendement :

f°) Transmission à rapport de vitesses variable :

g°) Transmission à réglage discontinu :

h°) Transmission à réglage progressif :

TRANSMISSION PAR FRICTION :

A°) PRINCIPES :

B°) CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT :

a°) Les conditions d’entraînement :

b°) Discussion :

C) ÉTUDE CINÉMATIQUE:

a°) Rapport de vitesses :

b°) Sens de rotation :

c°) Problème :

d°) Avantages et inconvénients :

e°) Technologie :

f°) Transmission à rapport « i » variable :

TRANSMISSION PAR POULIES – COURROIES

A°) PRINCIPE :

B°) MODE DE TRAVAIL DE LA COURROIE :

C°) AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS :

D°) CLASSIFICATION :

a°) Théorie mathématique des courroies plates :

b°) Conduite du calcul d’une transmission par courroie :

c°) Données caractéristiques pour les courroies plates :

d°) Les courroies trapézoïdales :

e°) Les courroies crantées :

TRANSMISSION PAR ROUES ET CHAINES :

A°) CONSTITUTION DES CHAINES :

B°) PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT:

a°) Avantages et inconvénients :

b°) Lubrification / graissage :

c°) Caractéristiques :

TRANSMISSION PAR ENGRENAGE :

A°) GÉNÉRALITÉ :

B°) AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS :

C°) CLASSIFICATION :

D°) DÉFINITIONS COMMUNES :

E°) FORMULES ET VALEURS DES GRANDEURS GÉOMÉTRIQUES :

F°) CALCUL DU MODULE D’UN ENGRENAGE :

G°) PROFIL DE LA DENTURE :

a°) Équation polaire de la développante : notion d’involute :

b°) Engrènement de deux profils en développante de cercle :

c°) Les conditions d’engrènement de deux roues :

d°) Continuité d’engrènement et rapport de conduite :

e°) Expression analytique du rapport de continuité :

Quatrième partie : Les supports de rotation

Étude technologique des organes assurant la rotation en construction mécanique : les paliers lisses, les roulements et les accouplements

A°) LES PALIERS LISSES :

a°) Déduction des résistances passives :

b°) Les paliers spéciaux pour guidage de haute précision :

B°) LES ROULEMENTS A BILLES :

a°) Les roulements à billes :

b°) Les roulements à rouleaux :

C°) LES ACCOUPLEMENTS :

a°) Les accouplements rigides :

b°) Les accouplements élastiques :

D°) LES EMBRAYAGES :

a°) Constitution d’un embrayage à friction:

b°) Couple transmis par un embrayage :

c°) Forme des surfaces en contact :

Cinquième partie : Transformation de mouvement

LES ORGANES DE TRANSMISSION DE MOUVEMENT CIRCULAIRE EN MOUVEMENT RECTILIGNE ALTERNATIF

A°) MÉCANISME :

a°) Domaine d’utilisation :

b°) Étude mathématique:

Disposition statique de l’arbre à calculer :

Exercice d’application 1 :

Données : l’arbre B porte un pignon et une roue, a1 et a2. La roue a2 est entraînée par le pignon d’attaque de l’arbre primaire A. L’arbre B à calculer est entraîné par un effort tangentiel F1 = 4kN qui s’exerce sur une roue de rayon (primitif) r2 = 2 dm . La roue a2 a une masse M2 = 400 kg . La roue a1 de masse M1 =75 kg et de rayon r1 =1,5 dm, solidaire à l’arbre B, entraîne l’arbre de sortie C. L’arbre B sera usiné avec un acier de construction mécanique. On choisira un acier non allié de classe C soit C25 : 0,25% de carbone, Re = 285 Mpa. Le coefficient d’élasticité au cisaillement est

Te = 4/5 x Re . On prendra un coefficient de sécurité k = 3.

1°) Etablir le diagramme des efforts tranchants

2°) Etablir le diagramme du moment fléchissant

3°) Calculer le diamètre théorique (en appliquant le critère de Von Mises puis de Tresca Guest) puis choisissez suivant le guide du dessinateur, le diamètre normalisé de l’arbre B.

4°) Choisir (guide du dessinateur) la clavette longitudinale pour la liaison en rotation des roues a1 et a2.

5°) En fonction des dimensions de la clavette et de la rainure de clavetage que cela engendre dans l’arbre, déterminez suivant la normalisation, le diamètre définitif pratique de l’arbre B.

Les positions des organes sont les suivantes :

AC = 3dm

CD = 4 dm

DB = 4dm

Gestion de la production

GESTION DE LA PRODUCTION

Cours, destiné aux ingénieurs et cadres, responsables de la production

Chapitre 1 :

PROBLÉMATIQUE DE LA PRODUCTION :

Objectif: Former des spécialistes capables de satisfaire aux besoins en gestion de production des entreprises de toutes tailles, en développant les capacités de l’ingénieur à : analyser et réorganiser les structures de l’entreprise – maîtriser les techniques et les outils de gestion de production – conduire les mutations sociales liées à l’évolution des approches de la gestion de production – animer l’informatisation de la gestion de production.

Thèmes abordés : Organisation générale de l’entreprise – outils et techniques de la gestion de production – management des hommes et mutations sociales en milieu industriel – évolutions des modes de gestion de production – logistique industrielle – gestion du système de production – diagnostic – technique d’implantation d’une GPAO – gestion du flux de matière.

Une entreprise quelle qu’elle soit, produit et commercialise. Pour que l’entreprise continue à fonctionner normalement (sans avoir trop de découvert et des plans de restructuration néfaste en vue), il faut que certaines conditions soient perpétuellement réunies entre l’unité de la production, le produit et le marché. De la gestion de ces trois paramètres qui sont fortement influencés, dépend la survie de l’entreprise. Cette gestion revient souvent aux ingénieurs qui doivent dépasser leurs compétences techniques pour s’atteler à l’administration, la gestion et l’organisation du personnel ainsi que les demandes du marché.

I°/ Définition de l’entreprise – Définition de la gestion de production :

a°) l’entreprise:

Une entreprise est définie comme étant un corps vivant qui, à ce titre, doit se générer afin de survivre. Cette régénération passe par le profit fait par l’entreprise. En reprenant Helmut Schmidt, « les profits d’aujourd’hui sont des investissements de demain et des emplois d’après demain ». Il va sans dire qu’une entreprise qui ne fait pas de profit est vouée à disparaître. La survie étant le premier des objectifs de l’entreprise (afin de garantir l’emploi et le confort qui s’en suit pour les travailleurs), le profit se présente donc comme une condition de pérennité et non une finalité. Il convient de préciser que le profit est nécessaire mais pas suffisant pour la survie de l’entreprise. Si l’on considère que tout ce qui précède est purement économique, sur le plan social, James March et Herbert Simon ont constaté que : « une organisation poursuivra son existence aussi longtemps que les contributions fournies par ses participants suffiront à fournir des avantages en quantité suffisantes pour provoquer ces contributions ». On voit aisément qu’une entreprise est une boucle dont chaque partie est indispensable pour sa survie.

b°) la gestion de production:

Action ou manière de gérer, d’administrer, de diriger, d’organiser une entreprise au niveau de la production. En d’autres termes, la gestion de production est la fonction qui permet de réaliser des opérations de production en respectant des conditions de qualité, délais et coûts qui résultent des objectifs de l’entreprise.

De quoi dépend l’équilibre de la gestion de la production ?

Schéma de fonctionnement de l’entreprise :

La gestion de la production doit répondre aux questions : Qui, Fait Quoi, Quand, Ou, Comment, Combien ?

…………….

Mécanique appliquée

Chapitre 1 :

ÉTUDE D’UN CIRCUIT

La notion de circuit en ce qui nous concerne dans ce cours est un conduit véhiculant un fluide (compressible ou incompressible) entre deux milieux. Pour permettre au fluide de passer d’un milieu à l’autre, il convient d’adjoindre au conduit fixe passif, un dispositif actif capable de fournir l’énergie de transfert. Afin d’étudier les caractéristiques d’un tel circuit, nous ferons d’abord un rappel sur la mécanique des fluides. Nous aborderons par la suite les différents types de pertes de charges dans un tel circuit.

I°) Rappel sur la mécanique des fluides : étude d’un circuit simple.

La figure ci-contre est une pompe qui remonte un fluide d’un point (I) à un point (II). Le dispositif est composé de deux parties ; la pompe aspire le fluide de (I) à (A) puis le refoule de (R) à (II). Soient Z1 et Z2 , les différents niveaux du fluide dans les deux réservoirs par rapport à un niveau référentiel. Nous supposons que le fluide est incompressible et que le calcul se fait pour un kilogramme de matière. On peut donc supposer que la masse volumique « RÔ»est constante. L’équation mécanique du travail moteur au fluide est donnée par la formule de Bernoulli

– On reconnaît la charge dans les deux membres de l’équation précédente. On peut donc écrire : (3) qui est une forme simplifiée de l’équation de Bernoulli généralisée. En divisant la charge “h” par l’intensité de la pesanteur « g », on fait apparaître une grandeur pratique H qui représente en mètre, la colonne de fluide ; . Cette grandeur est communément appelée « la hauteur de charge ». Elle est composée de trois termes :la composante piézométrique

– la composante altimétrique « z »

– la composante cinétique

De la même façon si on applique l’équation de Bernoulli à la deuxième partie du circuit (R) à (II), on a :

……………..

Electrotechnique

LA LOGIQUE CÂBLÉE EN ÉLECTRICITÉ APPLIQUÉE

Chapitre 1 :

ÉTUDE DES TEMPORISATEURS ET DES CONTACTEURS

A°/ ÉTUDE DES TEMPORISATEURS

Le temporisateur est un appareil électrique qui permet de commander un circuit. Il est très utilisé dans les installations électriques, mécaniques, électromécaniques ou dans les systèmes automatisés. Il est généralement composé d’un électroaimant qui commande deux interrupteurs. Un interrupteur normalement fermé NF (NC en anglais) et un interrupteur normalement ouvert NO. La commande du circuit peut donc être décalée par rapport à l’action de fermeture. On distingue deux sortes de temporisateurs : le temporisateur « TRAVAIL » et le temporisateur « REPOS ».

a°) LE TEMPORISATEUR TRAVAIL.

Un temporisateur « travail » fonctionne avec un retard à l’enclenchement. Quand la bobine est alimentée, le NO demeure NO et le NF demeure NF. L’alimentation est maintenue. Après l’intervalle de temps Dt réglé par la minuterie, le système s’enclenche. Le NO devient Fermé et le NF devient Ouvert et ceci jusqu’à ce que la bobine ne soit plus alimentée. Dès que l’alimentation est coupée, le NO devient NO et le NF devient NF.

REPRÉSENTATION

b°) LE TEMPORISATEUR REPOS.

Le temporisateur « repos » fonctionne avec un retard au déclenchement. Aussitôt que la bobine est mise sous tension, le NO devient Fermé et le NF devient Ouvert. Après un intervalle de tempsDt réglé par la minuterie, le système déclenche c’est à dire le NO devient Ouvert et le NF devient Fermé. Il convient de noter que l’interruption du courant se fait immédiatement après l’alimentation à l’image d’un bouton poussoir.

REPRÉSENTATION

c°) APPLICATIONS :

1°/ Montage cage d’escalier :

Commande simultanée de deux ampoules à partir de deux endroits différents. Les deux ampoules s’éteignent automatiquement après 90 secondes.

Schéma et montage :

Montage avec un temporisateur repos. Attention : IDENTIFICATION : dessiner après impression les interrupteurs en dessous de la ligne 2.

Exemple de montage : 4 et 5

IDENTIFICATION OU REPÉRAGE :

2°/ Signalisation de danger : : installation d’une ampoule clignotante avec deux temporisateurs Repos – Repos.

Schéma

TECHNOLOGIE CHIMIE TOME 1

Présentation :

Le programme de la technologie chimique couvre les deux années du troisième degré. Il est composé de deux grandes parties : la thermodynamique et l’industrie chimique. Le but du cours est de permettre à l’étudiant de se familiariser ou de découvrir

– la thermodynamique et ses applications, la cinétique chimique et enfin les méthodes spectrales d’analyse 1^ière)

– les éléments (appareils, machines, organes ou pièces) technologiques qui sont couramment rencontrés dans l’industrie chimique. (T^er)

Programme

Thermodynamique : (la partie de la physique qui traite les phénomènes d’écoulement des fluides et les relations entre les phénomènes mécaniques et calorifiques).

Changement d’état
Température et chaleur.
Types de transfert de chaleur (conduction, convection, rayonnement).
Tension de vapeur.
Notion d’ébullition.
Principe de conservation de l’énergie.
Conversion et stockage de différentes formes d’énergie.
Transfert d’énergie au cours d’une réaction chimique : réactions exothermiques, endothermiques et athermiques.
Notions d’énergie interne et de variation d’énergie interne (DU)
Notion de variation d’enthalpie (DH).
Loi de Hess
Notions d’énergie de liaison et d’enthalpie de formation.
Détermination de (DH) d’une réaction.
Critère d’évolution spontanée d’une réaction chimique : facteur énergétique (DH) et facteur d’entropie (DS)

Cinétique chimique :

Importance du paramètre temps en chimie.
Réactions rapides, lentes et très lentes.
Notion de vitesse de réaction.
Notion de constante de vitesse : facteurs influençant la vitesse d’une réaction : concentration, température, catalyseur etc…

Méthodes spectrales d’analyse :

Spectre électromagnétique.
Spectroscopie d’absorption : visible UV, infrarouge.
Loi de Lambert – Beer.
Analyse qualitative et quantitative des spectres simples.

Mécanique appliquée :

Pompe centrifuge : description et principe de fonctionnement.
Pompe volumétrique : description et principe de fonctionnement.
Compresseur à piston et à vis : description et principe de fonctionnement.
Broyeur : description et principe de fonctionnement.
Centrifugeuse : description et principe de fonctionnement.
Fonctionnement d’un moteur électrique

Appareil de mesure et de contrôle :

Notion générale des capteurs. Notions de vérins et de distributeurs.
Grandeur à mesurer et à contrôler

– Pression (manomètre hydrostatique, jauge piézoélectrique)

– Température (thermomètre à dilatation, thermocouple)

– Débit (débitmètre)

– Présence, niveau (capteur inductif, capacitif, capteur photoélectrique…)

Principe d’une boucle de régulation

Etude d’une unité de production ; notion de sécurité.

OBJECTIFS DU COURS

La chimie n’est pas une matière isolée. Les fabriques chimiques sont des complexes industriels dans lesquels on retrouve : des compresseurs, des pompes, des ventilateurs et autre. L’objectif du cours est de permettre au technicien chimiste de se faire une connaissance exhaustive des entités électromécaniques qui favorisent le fonctionnement de l’industrie chimique. Le cours de techno – chimie vient à point pour compléter la formation du technicien en chimie quelle que soit son orientation à la sortie des humanités. Les appareils étudiés dans ce cours seront vus d’une façon plus détaillée dans les études supérieures ou serviront directement au technicien à son poste de travail.

TECHNOLOGIE CHIMIE TOME 2

Présentation :

– la thermodynamique et ses applications, la cinétique chimique et enfin les méthodes spectrales d’analyse 1^ière)

– les éléments (appareils, machines, organes ou pièces) technologiques qui sont couramment rencontrés dans l’industrie chimique. (T^er)

Programme

Cinétique chimique :

Importance du paramètre temps en chimie.
Réactions rapides, lentes et très lentes.
Notion de vitesse de réaction.
Notion de constante de vitesse : facteurs influençant la vitesse d’une réaction : concentration, température, catalyseur etc…

Méthodes spectrales d’analyse :

Spectre électromagnétique.
Spectroscopie d’absorption : visible UV, infrarouge.
Loi de Lambert – Beer.
Analyse qualitative et quantitative des spectres simples.

Mécanique appliquée :

Pompe centrifuge : description et principe de fonctionnement.
Pompe volumétrique : description et principe de fonctionnement.
Compresseur à piston et à vis : description et principe de fonctionnement.
Broyeur : description et principe de fonctionnement.
Centrifugeuse : description et principe de fonctionnement.
Fonctionnement d’un moteur électrique

Appareil de mesure et de contrôle :

Notion générale des capteurs. Notions de vérins et de distributeurs.
Grandeur à mesurer et à contrôler

– Pression (manomètre hydrostatique, jauge piézoélectrique)

– Température (thermomètre à dilatation, thermocouple)

– Débit (débitmètre)

– Présence, niveau (capteur inductif, capacitif, capteur photoélectrique…)

Principe d’une boucle de régulation

Etude d’une unité de production ; notion de sécurité.

Les Syllabus

Chapitre 1 :

ÉTUDE DES TEMPORISATEURS ET DES CONTACTEURS

A°/ ÉTUDE DES TEMPORISATEURS

REPRÉSENTATION

Programme

OBJECTIFS DU COURS

Programme

OBJECTIFS DU COURS

Produits

Catégories