518 mots
3 pages
SCIENCES DE L'INGENIEUR
Fiche synthèse
FS. 09
Système bielle manivelle
Transformation de mouvement
Modéliser et représenter le réel
Introduction:
Le système bielle-manivelle est un modèle de mécanisme qui doit son nom aux deux pièces qui le caractérisent. C'est, avant tout, un système mécanique de transformation de mouvement; il est constitué de 4 pièces principales:
la bielle. la manivelle appelée aussi vilebrequin. Schéma cinématique bielle manivelle. l'oscillateur (piston pour les systèmes volumétriques). le bâti. La manivelle et l'oscillateur (piston) constituent les deux pièces d'entrée et sortie du mécanisme. La transformation de mouvement concerne donc ces éléments. La manivelle (motrice ou réceptrice) est supposée tourner continuellement dans le même sens autour de son axe, alors que l'oscillateur est animé d'un mouvement de translation alternatif. 1- Analyse cinématique:
Le système bielle manivelle est un mécanisme plan. Dans le plan (x, y) du schéma suivant, on peut représenter en vraie grandeur les déplacements de chaque pièce.
Bielle Manivelle Schéma Cinématiques
Le système Bielle-Manivelle est un système mécanique de transformation de mouvement; il est constitué de 4 pièces principales:
la bielle (2)
la manivelle (1) (appelée aussi vilebrequin)
l'oscillateur (3)
le bâti (0)
La manivelle et l'oscillateur constituent les deux pièces d'entrée et sortie du mécanisme. La transformation de mouvement concerne donc ces éléments. La manivelle (motrice ou réceptrice) est supposée tourner continuellement dans le même sens autour de son axe, alors que l' oscillateur est animé d'un mouvement alterné. Voici une animation complète Flash: bielleManivelleV3
Le schéma ci-dessus est un modèle cinématique d'un mécanisme « bielle-manivelle ». On l'appelle Schéma Cinématique
Il représente de manière minimale:
Le référentiel principal de l'étude:
le solide (0) dont le repère \(\mathcal{R}\) est constitué par un point « fixe » \(A\) et une base \(\left(\vec x, \vec y, \vec z\right)\). Bielle manivelle schéma cinématique de. Les solides constituant le mécanisme:
repérés (1), (2) et (3) et liés chacun à un repère.
Bielle Manivelle Schéma Cinématique D
Dans ce cas par contre: h=mc+6-Ic=2+6-8=0: cette réalisation est bien isostatique. Loi géométrique "entrée – sortie"
La loi géométrique " entréesortie " est la relation entre les paramètres de position de la pièce d'entrée et les paramètres
de position de la pièce de sortie du mécanisme
Dans l'exemple "système bielle -manivelle", la loi
d'entrée-sortie du point de vue géométrique est la relation entre le
paramètre d'entrée θ et le d entrée paramètre de sortie y. Bielle manivelle schéma cinématique pour. Loi cinématique entrée-sortie
La loi cinématique consiste à trouver une relation
entre les paramètres cinématiques de l'entrée et les paramètres
cinématiques de la sortie du mécanisme. Dans l'exemple de la " manivelle-bielle-piston " le mouvement de la manivelle par rapport au bâti est supposé circulaire et uniforme avec une vitesse de rotation ω telle que:
La loi d'entrée-sortie entre la vitesse de rotation ω et la vitesse du piston V se déduit facilement en dérivant la loi géométrique:
Etude statique
Application du PFS
Equilibre de la pièce 1 au point A
On isole la pièce 1:
Equilibre de la pièce 2 au point B
Bielle Manivelle Schéma Cinématique Pour
Dans le cas étudié, ceci
correspond au parallélisme des liaisons d'axe x
Interprétation de l'hyperstatisme
Le degré d'hyperstatisme de 2 ceci se traduit par les conditions géométriques suivantes:
Condition 1: alignement dans la liaison pivot entre le piston et le bâti
Condition 2: parallélisme des deux liaisons pivot à chaque extrémité de la bielle
Réalisation isostatique
Considérons la solution proposée page suivante. L'introduction d'une liaison pivot-glissant entre la
manivelle et la bielle, a pour but d'éviter la condition 1. L'introduction d'une liaison rotule entre le piston et la bielle à la
place de la liaison pivot a pour but d'éviter la condition 2. Exercice corrigé BIELLE MANIVELLE pdf. Vérification:
L'allure du graphe des liaisons n'est pas modifié. La mobilité cinématique se lit sur le schéma: mc=2,
en effet le mouvement de la manivelle 2 étant fixé, les mouvements de
le la bielle et du piston se trouvent déterminés, ce qui constitue la
première mobilité. De plus il existe une seconde mobilité, correspondant
à une possibilité de rotation du piston autour de son axe propre.
Bielle Manivelle Schéma Cinématique De
Les liaisons entre ces solides:
représentées par les symboles normalisés. Définir les repères \(\mathcal{R}_1\), \(\mathcal{R}_2\) et \(\mathcal{R}_3\) liés aux solides (1), (2) et (3). Nommer précisément chacune des 4 liaisons du mécanisme. Donner les degrés de liberté autorisés par chacune des 4 liaisons. Exemples de mécanismes bielle-manivelle
Schéma Cinématique Bielle Manivelle
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Systme bielle-manivelle
Une tige OA de longueur r tourne autour de O avec la vitesse constante ω. Une tige AB permet de transformer le mouvement de rotation de A un en mouvement de translation. Elle est articulée en A et une glissière oblige le point B à rester sur Ox. L'abscisse x de B est donnée par: x = sω. t + sβ
Sachant que dans le triangle OAB on a: r / sin(β) = R / sin(ωt), montrer que le mouvement de B est périodique mais qu'il n'est pas sinusoïdal. Réalisation du bille-manivelle sous Openmeca - Schéma cinématique. Etudier le cas particulier R = r.
Utilisation:
L'animation permet d'observer le mouvement de rotation de A et le mouvement de translation de B.
Un slider permet de faire varier le rapport K = R / r entre 1 et 5. La courbe en bleu représente la courbe xB = f (t). Si R est légèrement supérieur à r, les contraintes mécaniques sont très importantes. Le système bielle-manivelle permet également de transformer un mouvement de translation en mouvement de rotation.
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