cours et exercices d`application

Transcription

CAHIER DE TECHNOLOGIE
COURS ET EXERCICES D’APPLICATION
www.sahbitechnologie.jimdo.com
[Année]
2
eme
2013
-
Année Secondaire
Section Science
REALISE
PAR
: MR BADRA SAHBI
2014
CHAPITRE I :
Analyse fonctionnelle d’un système technique
CHAPITRE II :
Définition graphique d’un produit
CHAPITRE III : Comportement des matériaux
CHAPITRE IV : Les fonctions logique universelles
CHAPITRE V :
Etude des solutions constructives
CHAPITRE VI : Les fonctions électroniques
Page-2-
CHAPITRE I(1)
ANALYSE FONCTIONNELLE D’UN SYSTEME TECHNIQUE
Leçon N°1 :
La modélisation d’un système technique « Rappels »
Objectifs :


I.
Identifier la Fonction Globale d’un système technique..
Identifier les fonctions de service qui contribuent à la satisfaction de la FG.
Rappel :
1. Définition : Un Système Technique est un ensemble de composants ou constituants liés et organisés
en fonction d’un but à atteindre.
Selon le point de vue concepteur, un système technique est défini par un modèle fonctionnel.
2. Caractéristique : Modéliser un système technique revient à lui donner une représentation
graphique qui met en évidence quatre ensembles d’éléments distinct les un des autres mais cependant il
existe une relation entre eux :
 Fonction globale : la fonction globale d’un système technique définit la transformation de la matière
d’œuvre d’un état initial donné à un état final souhaité. Elle est exprimée par un verbe d’action à
l’infinitif.
 Le(s) processeur(s) :(ST + Support) qui supporte la fonction globale.
 La matière d’œuvre :
- MOE : C’est l’énergie, l’information, ou la matière sur laquelle agit le système.
- MOS : C’est la matière d’œuvre d’entrée plus la valeur ajoutée.
(V.A c’est la modification apportée à la matière d’œuvre après intervention du ST)
 Les données de contrôle : Elles représentent les contraintes qui permettent d’enclencher ou de
modifier le fonctionnement du système. On a :
- W (Energies): W.e, Wp, Wm.
- C (Configuration): Programme.
- R (Réglage): Température, vitesse, etc. ….
- E (Exploitation) : données d’exploitation ou des consignes de fonctionnement.
 Les sorties secondaires : Elles sont : - Des informations (messages, compte rendus)
- Des nuisances : (Déchets, bruit, chaleur…)
3. Construction du modèle :
W
M.O.E
C
R
E
Fonction Globale
A-0
M.O.S
Sorties Secondaires
Le(s) processeur(s)
Page-3-
Leçon N°1 : La modélisation d’un système technique « Rappels »
IIIII-
Chapitre I
Activités de travaux pratiques : (Voir manuel d’activités page ….)
Exercice à résoudre :
a-
…… ………….
………..
……….....
………………….
………………………….
………………………….
………………………
…………….
A-0
Aspirateur + opérateur
A-0
b-
…… ………….
………..
……….....
………………………
…………….
A-0
………………….
………………………….
………………………….
Stérilisateur de biberon à vapeur
A-0
c-
…… ………….
………..
……….....
………………………
…………….
A-0
………………….
………………………….
………………………….
Grille -pain
A-0
d-
…… ………….
………..
……….....
………………………
…………….
A-0
………………….
…………………………
…………………………
Yaourtière
A-0
Page-4-
Leçon N°2 :
L’analyse descendante (SADT)
Objectif :
A partir d’un système technique et / ou de son dossier technique :
 Modéliser un système technique.
 Analyser le fonctionnement d’un système technique et/ou un sous-système par la méthode SADT.
I – Mise en situation : (Voir Manuel du cours page ……..)
- Activité de découverte : Système << Ascenseur >>
II – Analyse descendante :
1. Denomination:
SADT : Structured Analysis and Desing Technic ou
IDEF0 ( Nom pour les anglais) (en anglais Integration DEfinition for Function modeling).
2- Définition:
La modélisation d’un système dresse l’inventaire de ses relations externes mais ne permet pas une
description approfondie capable de donner une idée claire sur l’agencement des sous-systèmes.
Cette analyse, décrite par un modèle graphique, procède donc par approche descendante d’une
manière que l’on va du plus général, au plus détaillé en s’intéressant aux activités du système ce qui
permet de simplifier la compréhension de système pouvant être très complexe.
Pour cela il faut décomposer la fonction Globale du système en modules fonctionnel (Boite).
Ces modules pouvant être eux-mêmes décomposés progressivement par niveau apportant des
informations supplémentaires et permettant d’identifier les moyens et les activités utilisés pour
réaliser la fonction globale.
On obtient une analyse descendante, hiérarchique, modulaire, structurée.
3- Description de la méthode SADT : (Voir manuel de cours page ….)
4- Représentation graphique :
Cela consiste à détailler le système en le divisant en sous-systèmes. On décompose ainsi le système, en
niveau inférieur (0, 1,2,…). Le niveau 0 contient les boites 1, 2, 3… qui sont elles mêmes décomposé
en boites 31,32, 33… pour la boite 3 et i1, i2, i3… pour la boite i et ainsi de suite en descendant les
niveaux. Pour organiser la décomposition il existe une règle : une boite peut être décomposée et dans
ce cas en minimum 3 autres boites et au maximum 6.
De plus chaque flèche entrant ou sortant de la boite-mère doit se retrouver dans le diagramme enfant
et doit être en relation avec au moins un enfant.
Page-5-
Leçon N°2 : L’analyse descendante (SADT)
Chapitre I
Le diagramme ainsi obtenu ressemble au suivant :
A-0 : Boite mère
Fonction
Globale
A-0
A0 : Diagramme
enfant de 1er niveau
Plus Général
A0
Plus détaillé
On ne dépasse que très rarement l'analyse de deux niveaux successifs, souvent A-0 puis A0.
Fonction
Globale
III- Activité de travaux pratiques : (Voir manuel d’activités page ….)
VI- Exercice à résoudre : (Voir manuel du cours page ….)
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Chapitre I
EXERCICES D’APPLICATIONS
EX1 : Système technique : Sèche cheveux
Air
M
Air
R
Ventilé
ambiant
Buse
Moteur
Alimentation
Commandes
Résistor
Ventilateur (Hélice)
Ce système permet le séchage des cheveux mouillés par un courant d’air plus au moins chaud.
 Modélisation du système :
R : Réglage
W.E
E : Ordre de fonctionnement
Cheveux sec
Cheveux mouillé
Sécher les cheveux
Bruit
A-0
Chaleur
Sèche cheveux
 Travail demandé :
On demande de compléter le niveau A0 en employant les termes suivants :
Page-7-
Chapitre I
Moteur – ordre de commande – chaleur – transformer l’énergie – guider l’air – réglage – résistor –
ventiler l’air – bruit – Air ambiant (cheveux mouillé) – chauffer l’air – W.électrique - Air ventilé - Air
ventilé chauffé et guidé (cheveux sec) – W mécanique – sèche cheveux –
- Air ventilé chauffé
……………...
……………...
……………...
……………...
……………...
……………...
1
……………...
……………...
……………...
2
……………...
Ventilateur
(Hélice)
……………...
……………...
……………...
3
……………...
……………...
……………...
4
Buse
A0
……………...
Page-8-
Chapitre I
EX2 : Système Technique : LAVEUSE
Retourner le bac + lavage
Arrivée bac sale
Départ bac propre
Jets d’eau bouillante
Automate programmable
Principe de lavage d’un bac
Ce système est utilisé pour laver les bacs, il est constitué d’une enceinte parallélépipédique qui protège
l’environnement des projections d’eau et de vapeur, des portes manœuvrées par des vérins pour fermer et
ouvrir l’enceinte, et d’un système de jets d’eau qui projette l’eau bouillante, pour laver les bacs. La
commande de ce système est assurée par un automate programmable.
Le système fonctionne selon le cycle suivant :
12345-
1
Amener le bac sale (Unité de transfert)
Retourner le bac (Manipulateur)
Laver le bac (Jet d’eau bouillante)
Retourner à nouveau le bac (Manipulateur)
Evacuer le bac vers la zone de déchargement (Unité de transfert)
5
3
2
4
Travail demandé :
Compléter l’actigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du système.
……………
………..............
……….
……………………………….
……………………………
………………………
…………………….
….
…………………..
…………………………….
Page-9-
Chapitre I
On demande de compléter le niveau A0 en employant les termes suivants :
Ordre – Bac propre à l’endroit – Energie électrique – Déplacer le bac – Laver le bac – Information de
situation du manipulateur – Gérer le système – Eau sale chaude – Bac sale à l’envers translaté – Laveuse
– Energie pneumatique – Information de situation de l’effecteur – Consignes opérateur – Bac sale déplacé
– Manipuler le bac – Eau propre bouillante - Programme – Information de situation du transfert d’amenée
– Système jets d’eau –Automate programmable – Bac propre manipulé - Bac sale sur le transfert d’amené
……………...
……………...
……………...
……………...
……………...
……………...
……………...
1
………....
……………...
……………...
……………...
2
……………...
Unité de transfert
……………...
……………...
……………...
3
…………………..
………..
Manipulateur
……………...
……………...
4
……………...
……………...
Bac propre dans l’enceinte fermée
….
……………...
Page-10-
Chapitre I
EX3 : Système techniques : "Unité automatique de perçage"
14
C2
Clavier
L20
Pièce à percer
M2
Moteur (Mt2)
Ecran
m
L21
12
P
Automate
KM2
Rampe d’arrivée
de pièces
Plateau tournant
Mors de serrage (MS)
Pièce percée
L11
L10
Rampe d’évacuation
12
Moteur (Mt1)
C1
KM1
M1
14
Pièce percée et évacuée
A- PRESENTATION DU SYSTEME :
Ce système permet de percer de pièces métalliques il se compose de :
- Rampe d’arrivée de pièces à percer (l’alimentation en pièce est assurée par la descente de celle-ci sous
l’effet de la gravité à partir de la rampe d’arrivée vers le plateau rotatif).
- Unité de serrage (Vérin C1 + mors de serrage).
- Unité de perçage (Moteur Mt1 + Vérin C2).
- Rampe d’évacuation des pièces percées.
- Plateau tournant (Moteur Mt2 qui permet la rotation de 90° du plateau supportant les pièces à usiner)
Tous les vérins sont alimentés par des distributeurs 5/2 à pilotage pneumatique.
NB : on suppose que le moteur (Mt2) de l’unité de perçage est toujours en rotation.
Page-11-
Chapitre I
B- FONCTIONNEMENT :
L’appui sur le bouton (m) de mise en marche et la présence de la pièce sur la rampe d’arrivé (capteur P)
provoque le démarrage du système :
- Blocage de la pièce sous le poste de perçage assuré par le vérin C1.
- Descente de la tête de perçage par le vérin C2 pendant 7 secondes.
- Remontée de la tête de perçage permettant un débourrage (évacuation des déchets)
- Nouvelle descente de la tête jusqu'à la profondeur détectée par le capteur L11
- Remontée de la tête de perçage
- Ejection de la pièce vers la rampe d’évacuation assurée par le moteur (Mt1) pendant le dernier quart de
tour du plateau tournant.
C- TRAVAIL DEMANDE : Compléter l’actigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du système.
…………………..
……………
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
….
…………………..
…………………..
……………..
…………….. .
……………..
.
.
……………..
.
……………..
.
……………
……...
……………..
.
1
………....
……………..
.
…………………
…………
……………………......
......
……………………......
......
……………..
.
……………
……...
…………….. ……………..
.
.
2
………....
……………
……...
………
……...
3
……………
…..
……………..
.
………
……...
………
……...
…………………
………..
…………………
………..
……………..
.
……………
…..
4
……………..
.
5
…………
…...
…
…
Page-12-
Chapitre I
EX4 : Système technique : "Poste automatique d'agrafage des caisses en carton"
m
C3
L30
Magasin d’agrafes
Automate
Programmable
M3
L31
L20
S3
Caisse de carton remplie
C2
L21
M2
Tête d’agrafage
Mors (Mm2)
KM
L11
L10
C1
M1
S2
S1
Tapis roulant (T)
Mors (Mm1)
Courroie (CR)
Moteur (Mt)
IDescription du fonctionnement :
L’appui sur le bouton de mise en marche (m) provoque le départ du cycle de la façon suivante :
-Déplacement de la caisse jusqu'à l’unité d’agrafage (Tête d’agrafage) par l’intermédiaire du tapis (T).
-La fermeture de la caisse par l’intermédiaire des deux mors mobiles (Mm1+Mm2) actionnés par C1 et C2.
-Descente de la tête d’agrafage grâce au vérin C3 pour l’agrafage de la caisse.
-Le recul des deux mors mobiles pour libérer la caisse.
-L’évacuation de la caisse agrafée par le tapis (T).
II- Travail demandé : Compléter l’actigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du système.
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
……………………………
…………………
….
…..
…………………..
…………………..
…………………..
Page-13-
Consignes
Chapitre I
…………….
..
…………….
W….
…………….
..
..
…………….
..
1
Automate
…………….
..
…………………
…………
……………
……...
…………….
..
……………. …………….
..
..
2
……………
……...
Moteur (Mt)
………
……...
3
……………
…..
…………….
..
Fermer la
caisse
……….
.
……………………....
........
……………………....
........
……………
……...
…………………
………..
…………….
..
……………
…..
4
…………….
..
5
Unité d’agrafage
…
…
Page-14-
Chapitre I
EX5 : Système technique : "Unité automatique de remplissage de bouteille de gaz"
Ecran
Clavier
« m » (mise en marche)
C3
Automate
Tapis roulant
L31
(T2)
M3
Arrivée du GAZ
L30
Injecteur (I)
Bouteille de GAZ
S
P
Tapis roulant (T1)
L21
L20
Mors de
serrage
L12
L11
(Ms)
L10
Bras poussoir (Bp)
C2
M2
C1
Moteur (Mt)
M1
Transmission par Courroie
KM
I- FONCTIONNEMENT :
L’appui sur le bouton (m) de mise en marche provoque le départ du cycle de la façon suivante :
- L’amenée de la bouteille de gaz vide par le tapis (T1) devant le bras poussoir (Bp).
- La poussée de la bouteille sous l’injecteur (I) de gaz par le bras poussoir (Bp).
- Le serrage de la bouteille par le vérin (C2).
- L’injection du gaz dans la bouteille par l’injecteur (I).
- Desserrage de la bouteille.
- Evacuation de la bouteille pleine vers le tapis roulant (T2) par le bras poussoir (Bp).
Page-15-
Chapitre I
II- TRAVAIL DEMANDE : Compléter l’actigramme de niveau A-0 et de niveau A0 du système.
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
…………………..
……………………………
…………………
….
…..
…………………..
…………………..
…………………..
……………
Consignes...
……………
……………
...
W…..
...
………...
1
1
Automate
…………….
..
……………
...
……………
...
…………….
..
………...
2
2
Moteur (Mt)
…………….
..
……………
...
…………
…...
3
…………….
Information sur le déplacement ..
……………
...
…………
…...
4
…………….
..
…………….
..
……………
...
…………
…...
……………
...
5
C2 + Ms
……………
...
………...
6
Information sur le remplissage de la bouteille
…………….
..
…………….
..
…
Unité automatique de remplissage de bouteille de gaz
Page-16-
Leçon N°3 :
Objectif :
GRAFCET d’un point de vue du système
- Rappel de la description temporelle d’un système technique par l’outil GRAFCET.
- Décrire le fonctionnement d’un système technique à l’aide d’un GRAFCET d’un point de vue de la PO.
- Décrire le fonctionnement d’un système technique à l’aide d’un GRAFCET d’un point de vue de la PC.
I- Activité de découverte : Système << Machine à laver le linge >>
0
Attendre
Mise en marche
1
Laver le linge
Linge lavé
2
Rincer le linge
Linge rincé
3
Essorer le linge
Linge essoré
II-
Rappel :
Le GRAFCET (Graphe Fonctionnelle de Commande par Etape et Transition) est une suite alternée des
étapes et des transitions permettant de décrire le fonctionnement des systèmes automatisés séquentiels.
La description par l’outil GRAFCET est fonction du point de vue selon lequel un observateur s’implique
dans le fonctionnement du système. On distingue trois points de vue :
 GRAFCET d’un point de vue du système
 GRAFCET d’…………………………………………………………………………..
 GRAFCET d’…………………………………………………………………………..
III-
Activités pratiques : (Voir manuel d’activités page ….)
Page-17-
Leçon N°4 : GRAFCET d’un point de vue de la partie opérative (PO)
IMise en situation :
Activité de découverte : (Voir manuel d’activités page ….)
IILe GRAFCET d’un point de vue de la partie opérative :
Dans ce type de GRAFCET on spécifie la technologie de la partie opérative ainsi que le type de ses
informations reçues (ordre) et envoyées (compte-rendu).
Il décrit en terme clair ou par symbole le contenu de toutes les étapes et les transitions, en tenant compte
des actionneurs choisis pour provoquer les mouvements.
L’observateur de ce point de vue étant un spécialiste de la partie opérative (Actionneurs et effecteurs), la
partie commande ne l’intéresse que par ses effets.
Effets
Evénements
III-
Activités pratiques : (Voir manuel d’activités page ….)
Leçon N°5 : GRAFCET d’un point de vue de la partie commande (PC)
I- Mise en situation :
-1 - Activité de découverte : (Voir manuel d’activités page ….)
-2- Exemples introductif : (Poste automatique de perçage)
-3- Définition :
Ce GRAFCET est établie en spécifiant la technologie des éléments de dialogue.
 Entre P.C et P.O.
 Entre P.C et opérateur.
 Entre P.C et autre système.
L’objectif est de décrire la chronologie des signaux :
- Emis par la partie commande vers les préactionneurs (ordres d’exécution).
- Reçue par la PC venant des capteurs (informations, Comptes-rendus…).
C’est un GRAFCET établi par un spécialiste, c’est la version qui lui permet d’établir les équations et
éventuellement les schémas de réalisation (électrique, pneumatique…).
Ordres
Informations
II-
Page-18-
Leçon N°5 : GRAFCET d’un point de vue commande
III-
Chapitre I
Evaluation formative :
Système technique << Système de levage de voiture >>
S1
S2
……………..
………………
………………
………………
…………………………
……………………
……………………….
…………………..
GRAFCET d’un point de vue de la P.O.
Attendre
……………….
…………………
S1.S3
M
………………
………………..
S4
Temporisateur T
……………………
………………….
S2
EV
S3
GRAFCET d’un point de vue de la P.C.
…………………….
………………
Page-19-
Chapitre I
EX1 : Système technique : " Poste automatique de sciage de barre en acier "
Clavier
Ecran
Voyants
Bouton d’arrêt
Automate
Moteur (Mt1)
KM1
KM2
Scie circulaire (SC)
Tapis roulant (T)
Levier
Barre en Acier
M1
Moteur (Mt2)
L21
C1
L20
S
Etau de serrage (E)
L11
L10
M2
C2
-
I- FONCTIONNEMENT :
Déplacement de la barre en Acier assuré par le tapis roulant (T) entraîné par le moteur (Mt1)
jusqu’au capteur de proximité « S ».
Serrage de la barre au moyen de l’étau de serrage (E) actionné par le vérin « C1 ».
Descente lente du sous-système de découpage (moteur « Mt2 » + Scie « SC »).
L’action du capteur L20 active l’opération de la remontée rapide du sous-système de découpage.
Le desserrage de l’étau (E).
NB : Le moteur Mt2 est toujours en rotation et ne fait pas l’objet de notre étude.
Page-20-
Chapitre I
Après lecture du système technique compléter les trois GRAFCET :
0
Attendre
Mise en marche
1
Amener la barre
Barre déplacée
2
Serrer la barre
Barre serrée
3
Scier la barre
Barre sciée
4
Libérer la barre
Barre desserrée
GRAFCET d’un point de vue de la P.O
Attendre
0
GRAFCET d’un point de vue de la P.C
m.L10.L21
Mt1
1
m.L10.L21
S
SC1
L11
RC2
L20
SC2
L21
RC1
L10
14M2
4
L21
5
12M2
3
L20
4
14M1
2
L11
3
KM1
1
S
2
Attendre
0
12M1
5
L10
Page-21-
Chapitre I
EX2 : Système technique : "Poste automatique d'agrafage des caisses en carton"
m
C3
Magasin d’agrafes
L30
M3
Automate
Programmable
L31
L20
S3
Caisse de carton remplie
C2
L21
M2
Tête d’agrafage
Mors (Mm2)
KM
L11
L10
C1
M1
S2
Mors (Mm1)
S1
Tapis roulant (T)
Courroie (CR)
Moteur (Mt)
I-
Description du fonctionnement :
L’appui sur le bouton de mise en marche (m) provoque le départ du cycle de la façon suivante :
-Déplacement de la caisse jusqu'à l’unité d’agrafage (Tête d’agrafage) par l’intermédiaire du tapis (T).
-La fermeture de la caisse par l’intermédiaire des deux mors mobiles (Mm1+Mm2) actionnés par C1 et C2.
-Descente de la tête d’agrafage grâce au vérin C3 pour l’agrafage de la caisse.
-Le recul des deux mors mobiles pour libérer la caisse.
-L’évacuation de la caisse agrafée par le tapis (T).
II-
Travail demandé :
Après lecture du fonctionnement du système technique compléter les trois GRAFCET :
Page-22-
0
Chapitre I
Attendre
………….
1
………….
………….
………….
2
………….
………….
3
………….
………….
4
………….
………….
5
………….
………….
………….
0
0
………….
1
….
2
………….
……
…….
……..
1
………
2
………….
3
………….
4
5
………….
………….
……
…….
………….
………
4
…………
.
………….
5
……
…….
………….
………….
6
………
….
………….
………….
…………
.
………
….
………
………….
………….
………….
3
………….
6
……
……
.
………….
………….
Page-23-
Chapitre I
EX3 : Système technique : "Unité automatique de remplissage de bouteille de gaz"
Ecran
Clavier
C3
Automate
Tapis roulant
L30
(T2)
M3
Arrivée du GAZ
L31
Injecteur (I)
Bouteille de GAZ
S
P
Tapis roulant (T1)
L21
L20
Mors de
serrage
L12
L11
(Ms)
L10
Bras poussoir (Bp)
C2
M2
C1
Moteur (Mt)
M1
Transmission par Courroie
KM
I- FONCTIONNEMENT :
- L’amenée de la bouteille de gaz vide par le tapis (T1) devant le bras poussoir (Bp).
- La poussée de la bouteille sous l’injecteur (I) de gaz par le bras poussoir (Bp).
- Le serrage de la bouteille par le vérin (C2).
- L’injection du gaz par l’injecteur (I) pendant 15s pour le remplissage de la bouteille.
- Desserrage de la bouteille.
- Evacuation de la bouteille pleine vers le tapis roulant (T2) par le bras poussoir (Bp).
IITravail demandé :
Après lecture du fonctionnement du système technique compléter les trois GRAFCET :
Page-24-
Chapitre I
0
………….
………….
1
………….
………….
………….
2
………….
………….
3
………….
4
………….
………….
5
………….
………….
6
………….
………….
………….
0
………….
1
…………
.
………….
………….
………….
…………
2
.
………….
…………
.
………….
3
…………
.
………….
3
………
….
………….
4
Temporisateur T
5
………….
………….
T
5
t/5/15s
RC3
6
12M3
6
L30
L30
RC2
7
12M2
7
L20
L20
SC1
8
RC1
14M1
8
L12.S
L10
………….
………….
t/5/15s
9
………….
1
2
4
………….
0
L12.S
12M1
9
L10
Page-25-
Chapitre I
Ex manuel du livre cours : « Système de dégraissage automatique »
10
S3
S4
S2
2
11
1
S6
0
6
3
5
S5
7
9
S7
S5
4
8
Après lecture du fonctionnement du système technique compléter les trois GRAFCET
0
Attendre
Mise en marche
1
Transférer la pièce vers le bac de dégraissage
Pièce transférée
2
Dégraisser la pièce pendant 60 s
Temps 60s écoulé
3
Transférer la pièce vers la plate-forme d’évacuation
Pièce transférée
Page-26-
Attendre
0
Chapitre I
S6.S1.S5
M2+
1
S6.S1.S5
S4
M1+
2
S2
3
S5
M2+
t/4/60s
S4
M1+
S3
M2-
7
S5
8
S7
S4
M1-
S1
M2-
S5
KM21
10
S1
11
KM12
9
S4
10
T
S7
M2+
9
KM22
S5
Temporisateur T
8
KM11
6
S3
7
KM12
5
S4
6
T
4
t/4/60s
5
KM22
S5
Temporisateur T
4
KM11
S2
M2-
3
KM12
1
S4
2
Attendre
0
KM22
11
S5
Page-27-
CHAPITRE II (2)
DEFINITION GRAPHIQUE D’UN PRODUIT
Leçon N°1 :
Le dessin d’ensemble« Rappels »
Objectifs chapitre :
A partir d’un système technique ou d’un sous-système ou d’un mécanisme accompagné de son dossier
technique :
- Lire un dessin d’ensemble.
- Représenter une pièce extraite d’un dessin d’ensemble.
- Identifier les conditions fonctionnelles sur un dessin d’ensemble.
- Déterminer et calculer une cote fonctionnelle.
- Placer une cote fonctionnelle sur un dessin de définition.
I.
Rappel :
1- Les constituants d’un dessin d’ensemble :
Un dessin d’ensemble est un dessin qui nous donne une idée générale sur le fonctionnement d’un
mécanisme et la disposition des pièces formant ce mécanisme.
Le dessin d’ensemble est toujours représenté sur un document normalisé (Format A5, A4, A3, A2, A1).
Exemple : Format A4 : 210 X 297 mm.
Ce document comporte :
Un ensemble de vue: il est représenté en une ou plusieurs vues avec des détails (coupes simple,
coupes partielles, etc.)
Un cartouche : il est placé en bas du format, il peut contenir (le titre, la date, l’échelle à laquelle a été exécuté
le dessin, le nom du dessinateur, etc.)
Une nomenclature : placée au-dessus du cartouche, elle permet d’identifier tout les pièces du mécanisme en
indiquant leurs repères, leurs nombres, leurs désignations, leurs matières et leurs références.
(Voir manuel du cours : Exemple de la borne réglable)
A
A-A
.
5
.
4
.
3
.
2
.
1
A
5
4
3
2
1
1
1
1
1
1
Rep
Nb
Axe
Vis sans tête fendue à téton long-M6-22
Ecrou Hm,M6
Ecrou moleté
Corps
Désignation
C35
C35
S 235
Matière
Nom : Badra Sahbi
ECHELLE : 1:1
BORNE REGLABLE
ETABLISSEMENT
Acier
NF E 27-180
NF E 25-401
Acier
Acier
Référence
: Taha Hussein
Date : Le 20-11-2011
Numéro :
00
Page-28-
Dessin d’ensemble
A
A-A
.
5
.
4
.
3
.
2
.
1
A
1
1
1
1
1
5
4
3
2
1
Rep
Nb
Axe
Vis sans tête fendue à téton long-M6-22
Ecrou Hm,M6
Ecrou moleté
Corps
Désignation
C35
C35
S 235
Matière
Nom : Badra Sahbi
ECHELLE : 1:1
BORNE REGLABLE
ETABLISSEMENT
Acier
NF E 27-180
NF E 25-401
Acier
Acier
Référence
: Taha Hussein
Date : Le 20-11-2011
Numéro :
00
Page-29-
Leçon N°1 : Le dessin d’ensemble« Rappels »
II.
Chapitre II
2- Analyse du fonctionnement : (Voir manuel du cours)
Activités de travaux pratiques :
Activité 1 : « Mini-perceuse avec support »
1- Analyse fonctionnelle : Représentation du modèle fonctionnelle :
Réglage
Plaques
non percées
Opérateur
Percer des petits trous
avec précision
Plaques percées
Bruit et perte d’énergie
A-0
Déchets
Mini-perceuse avec support
2- Lecture d’un dessin d’ensemble :
Fonctions
Fixer la miniperceuse sur son
support
Régler en hauteur
la mini-perceuse
Solutions
Assurer le retour de
la mini-perceuse.
Repères
Assurer une liaison encastrement
par pincement
Collier
…………………….
15
14
Positionner la mini-perceuse.
Support
…………………….
Guide
…………………….
…………………….
…………………….
Levier + …... + ………+
…………………….
…………………….
…………………….
…………………….
1
6
10
12
…..
…..
(3+17+18+4)
Maintenir en position la miniperceuse
Assurer la descente
de la mini-perceuse
Composants
Transmettre l’énergie fournie par
l’utilisateur au support (1)
Guider en translation le support (1)
Lier le collier (15) au support (1)
Utiliser un élément élastique
…..
…..
…..
Goujon
Vis C HC, M4x20
Bague épaulée
Ecrou à oreilles
Goupille cylindrique
Page-30-
Chapitre II
Activité 2 : Système technique : « Coupe tube »
2- Travail demandé :
A) Analyse fonctionnelle :
La rotation du bouton de manœuvre (1) effectuer par l’opérateur provoque la translation du
coulisseau (11) de sorte que le tube en cuivre soit bloqué entre la molette (6) et les deux galets (9).
La rotation du coupe tube suivant l’axe de révolution du tube en cuivre entraîne le découpage de ce
dernier.
B) Lecture de dessin d’ensemble :
a -Vu éclatée de coupe tube :
7
…..
4
9
….
….
10
…..
….
…..
…..
b- Classe d’équivalence cinématique et schéma cinématique :
A={3,5,8} ; B={4,10,11} ; C={1,2} ; D ={6} ; E={9} ; F={9’}
Classe C
Classe B
Classe A
Classe E
Classe D
Classe F
Page-31-
Chapitre II
c- Justifier le choix du matériau du corps (3) ?
……………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………….
d- Quel est le rôle des galets (9) ?
………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………..
Tube en cuivre
Galets (9)
e- Pourquoi le coulisseau (11) est-il en deux parties ?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………….
Page-32-
Chapitre II
Activité 2 : Système technique : « Perforatrice »
2) Lecture d’un dessin d’ensemble :
2-1-
A
A-A
7
6
A
5
4
8
3
9
2
C
1
B
2-2A
Position haute
Position basse
2-3- La pièce (8) : Désignation : Vis (Avec tête cylindrique à six pans creux ; symbole : CHC)
 Matière : Acier
 Référence : NF E 25-125
3) Etude technologique:
- Quelle est la fonction de l’élément repère (8) ?
……………………………………………………………………………………
- Relever sur le dessin d’ensemble de la perforatrice page 66 la course du poinçon (6)
………………………………………………………………………………..
- Quelle est la fonction du ressort repère (3) ?
………………………………………………………………………………
- Pourquoi le poinçon (6), les goupilles de positionnement (9) et la vis (8) ne sont-ils pas hachurés sur la coupe
A-A ?
………………………………………………………………………………………….
- Quelle est l’épaisseur maximale des feuilles qu’on peut perforer ?
……………………………………………………………………………………….
- On remarque que le corps (2) comporte les chanfreins A et B et C. Donner leurs fonction :
Page-33-
Chapitre II
 A : Pour des raisons d’esthétiques et de poids.
 B : Pour faciliter l’engagement des feuilles.
 C : Pour faciliter l’engagement des feuilles.
EVALUATION FORMATIVE
Système proposé :
POUSSOIR POUR CAPTEUR DE POSITION DE PORTE
Capteur de position
Longeron
Poussoir
Ferrure en pente
Vantail de prote
Vérin
3)- Analyse fonctionnelle :
Circuit électrique
Capteur de position
Poussoir
Vantail 2 de la porte
Ferrure 2
4)- Etude technologique :
aPORTE
Ouverte
Capteur de position
Poussoir
Ferrure 1
Vantail 1de la porte
TIGE (2)
Fermée
Position basse
Position haute
b- La course maximale de la tige (2) est d’a peut prés 11,5 mm.
c- La vis à téton (8) limite la course de la tige (2).
d- Il assure la condition de rappel automatique de la tige (2).
e- Il assure une liaison encastrement entre la vis (6) et la tige (2).
Page-34-
Chapitre II
f-
Poussoir actionné
Poussoir non actionné
III – Exercice à résoudre : BOUTON POUSSOIR
Borne (8)
Questions
Si on appui sur le poussoir puis on relâche, y a t
il encore un passage de courant électrique ?
Le poussoir (5) et le corps (1) sont en matière
plastique. Justifier ce choix et donner d’autres
matériaux qui assurent la même fonction.
Indiquer le nom de la liaison entre le cylindre de
poussée (6) et la douille (2)
Quel est le rôle des écrous (4) et (3) ?
Quel est le rôle du ressort (9) ?
Quel est le rôle de la vis (12) ?
Réponses
……………………………………………….
……………………………………………….
………………………………………………
……………………………………………….
……………………………………………….
………………………………………………
……………………………………………….
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
……………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
Page-35-
Leçon N°2 :
La cotation Fonctionnelle
A- Notion de tolérances dimensionnelles :
1- Nécessité des tolérances : (Voir manuel du cours page 62)
L’impossibilité de réaliser des cotes rigoureusement exactes à cause des imperfections dans les
procédés de fabrications des machines, oblige le constructeur à fixer des limites entre lesquelles la
cote devra être réalisée. Ces limites qui sont compatible avec le fonctionnement correct de la pièce
sont : Une cote maximale et une cote minimale.
Cette cote est appelée une cote tolérancée et la distance entre ces limites est appelée tolérance.
Une tolérance est une spécification exprimée en termes d’écarts algébriques admissible entre la
grandeur réelle et la grandeur théorique.
2- Eléments d’une cote tolérancée :
 Cote nominale : CN.
 Pour alésage (pièce femelle ou contenant)
- cote maximale : CM = CN + ES
- cote minimale : Cm = CN + EI
 Pour arbre (pièce male ou contenu)
- cote maximale : CM = CN + es
- cote minimale : Cm = CN + ei
 Intervalle de tolérance : IT = CM –Cm ou IT = ES – EI ou IT = es – ei
3- Inscription des tolérances : (Voir manuel du cours page 62)
Côte
CN
ES
EI
es
ei
Cmax
Cmin
IT
30
0,1
-0,1
30,1
29,9
0,2
20
0,3
-0,1
20,3
19,9
0,4
11,7
11,5
0,2
 0,1
30
20
12
 0,3
 0,1
 0,3
 0,5
12
-0,3
-0,5
Arbre
Alésage
Page-36-
Leçon N°2 : La cotation Fonctionnelle
Chapitre II
A- Cotation Fonctionnelle : (Voir manuel du cours page ……..)
I – Activité de découverte : (Voir manuel d’activité page …….)
« Tiroir de table »
3
1
1- Mise en situation :
2- Travaille demandé :
aD’après le dessin ci-contre le montant (2) ne
peut pas translater par rapport au support (1)
bPour que le tiroir puisse translater par
rapport à la table (3) et le support (1)
il faut laisser un espace entre (1) et (2).
2
II –Exemple introductif : (Voir manuel du cours page 63)
1- Définition :
Coter fonctionnellement un dessin c’est choisir les cotes qui expriment directement le bon
fonctionnement du produit.
Page-37-
2- Exemple :
Chapitre II
<< TENDEUR DE COURROIE >>
7
Jb
5
1
4
2
3
6
Ja
6
1
4
5
7
2
3
La fonction remplie par une liaison est conditionnée par l’existence d’un : Jeu / Serrage / Dépassement /Retrait
Dans notre exemple :
- Jeu (Ja) : Espace laissé entre (6) et (4) pour assurer une liaison pivot de 7/4.
- Retrait (Jb) : De (4) par rapport à (1) pour que l’axe (4) puisse être encastré sur le support(1).
- Serrage : Assure la liaison encastrement entre (3) et (2).
Page-38-
Chapitre II
4
6
Ja
1
Jb
4
4- Etablissement d’une chaîne cotes :
Les cotes fonctionnelles participent à
l’installation d’une condition
fonctionnelle.
SL 4/1
T4
b1
b4
Surfaces de liaison ou
surfaces d’appui : c’est la
surface commune à deux
pièces participant à la
chaîne de cotes. Cette
surface doit être
perpendiculaire à la cote
condition.
T1
Surfaces terminales : sont deux
surfaces définissant une condition
fonctionnelle entre deux pièces.
Les surfaces terminales sont
perpendiculaires à la cote
condition.
La cote condition : c’est une
dimension qui assure un
fonctionnement normale.
La cote condition est représentée
par un vecteur double orienté du
bas vers le haut ou de la gauche
vers la droite.
Page-39-
4-a- Diagramme de liaison :
Chapitre II
T4
T1
Jb
4
T4
SL 4/1
1
SL 4/1 : b4
T1
: b1
SL 4/1
Remarque : Pour dimensionner toutes les autres pièces qui participent à assurer cette condition du bon
fonctionnement on doit alors suivre une méthode :
- On ne prend que les surfaces de contact perpendiculaire à la cote condition.
- On prend le diagramme le plus cour et fermé qui contient la cote condition.
4-b- Tracé d’une chaîne de cotes :
4-c- Règles: - On ne peut pas passer d’un vecteur à l’autre que par surfaces de liaison.
- Il ne doit y avoir qu’une seule cote par pièce pour une chaîne de cotes.
4-d- Calculs dimensionnels :
<< Equations aux valeurs nominales >>
<< Equations aux valeurs limites>>
J b   b1  b4
J b Max   b1 Max  b4 min
J b min   b1 min  b4 Max
III –Exercice résolu : (Voir manuel du cours page 66)
Le calcul donne :
b4 14
 0 ,1
 0, 4
4-e- Report des cotes fonctionnelles:
 0 ,1
14  0 , 4
IV –Activités de travaux pratique : (Voir manuel d’activité page …………..)
Page-40-
Chapitre II
Exercice N°1 : Système : Serre-joint de menuisier
1°) Etablir sur la section sortie C-C la chaîne minimale de cotes qui installe la condition «a »
2°) Etablir les équations donnant la condition maximale et la condition minimale :
3°) Calculer a1Max et a1min sachant que :
.2
0
0
0.5
0
a3  20
; a8  10
; aMax  2; amin
1
a1 Max 
a1
min

a1 Max 
AN :
D’ou
a1 
a1 min 
4°) Reporter les cotes fonctionnelles obtenues sur le dessin des pièces séparées suivantes :
Page-41-
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Rep
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
Nb
Chapitre II
Rivet
Rivet
Vis de pression
Bague
Tige de manoeuvre
Guide
Vis de manoeuvre
Piston
Mors fixe
Mors mobile
Désignation
Nom : Badra Sahbi
ECHELLE :
SERRE-JOINT DE MINUISIER
ETABLISSEMENT
: Lycée Taha Houssein
Date : Le 04-01-2012
Numéro :
00
Page-42-
Chapitre II
Exercice N°2 : Système : « Montage d’un pignon »
Clavette parallèle (3)
Rondelle spéciale (4)
Vis H (5)
Arbre (1)
Pignon (2)
Vue en coupe
Vue éclatée
Le dessin d’ensemble ci-dessous représente
une roue dentée (pignon) encastrée sur un bout
d’arbre. Ce pignon ce trouve dans une boite de
vitesse.
L’arrêt en rotation est assuré par une clavette
parallèle type C.
L’arrêt en translation est assuré par un
épaulement sur l’arbre et une rondelle spéciale
serrée par une vis à tête hexagonale (Vis H, M12-50).
Vue de l’ensemble
- Travail demandé :
1- Donner la nature et la raison d’existence des cotes condition « a » et « b ». (Voir page 2)
« a » : ………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………….
« b » : ……………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
2- Compléter les différentes cases du tableau suivant :
Côtes
tolérancées
20 0.1
………….
………….
Côtes
Nominales
Ecart sup
ES
Ecart inf
EI
CMax
Cmin
IT
………….
………….
………….
………….
………….
………….
6
………….
………….
6,022
5,971
………….
32
- 0,25
………….
………….
30,6
………….
Page-43-
3-
Chapitre II
Etablir les chaînes de côtes qui installent les conditions (a) et (b).
A
Condition « a »
2
A-A
3
4
a
1
5
Condition « b »
b
A
4- En fonction de la chaîne tracée pour la cote condition « a » calculer le jeu « a3 », sachant que :
0
0,20
a1  31
; a2  39
0,5
0,3
et a  0, 3
0,49
0
a3 Max = …………………………… AN : a3 Max = ……………………………
a3 min = …………………………… AN : a3 min = …………………………….
a3 = …….
5- Reporter la côte fonctionnelle sur le dessin de définition de la pièce (1) (sur la vue de droite en coupe B-B) :
B
B-B
1
B
6-
En se référant au calcul réalisé sur la cote « a3 » ; compléter le tableau des mesures ci-dessous en indiquant par une
croix la case correspondante :
Pièce N°3
Côtes mesurées
7,98
8,87
7,91
8
Pièce bonne
Pièce mauvaise
Page-44-
Chapitre II
Exercice N°3 : Système technique : "BRIDE HYDRAULIQUE"
1- Donner la nature et la raison d’existence de la cote condition « Ja »
…………………………………………………………………….
…………………………………………………………………….
…………………………………………………………………….
2- Etablissement d’une chaîne de cote relative à la condition « Ja » :
4
3
a)- Compéter le diagramme de liaison :
6
Condition «J a »
Ja
7
2
8
1
b)- Tracer sur le dessin ci-dessus la chaîne de cote relative à la condition « Ja »
c)- Ecrire les équations aux valeurs limites de « Ja »
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………
1
* Calculer la cote fonctionnelle a3 sachant que :
0,25
a  6 0,5 ; a6 110,1 ; a2  32 1,4
a3Maxi = …………………………………………………………………………………………
a3mini = …………………………………………………………………………………………
d’ou
a3 = ……………………………………………………….
d)- Reporter, les côtes fonctionnelles obtenues des pièces séparées :
Page-45-
Leçon N°3 :
Objectif :
Le dessin de définition (Rappels)
Un dessin de définition a pour objectif d’exprimer les exigences auxquelles doit répondre la pièce
représentée. Il doit donc être parfaitement clair, c'est-à-dire :
 Complet évitant toute interprétation ou déduction ;
 Facile à lire (choix judicieux des vues et leur nombre) ;
 Ne contenir que les spécifications fonctionnelles indispensables, avec de tolérances aussi peu
élevées que possible.
I- Rappel :
 Définition : (Voir manuel du cours page 70)
Le dessin de définition est un moyen de communication entre concepteur (dessinateur) et réalisateur
« cahier des charges ».
C’est aussi le dessin d’une pièce isolée du mécanisme dont le rôle est essentiellement de montrer les
surfaces fonctionnelles, il nous renseigne donc sur la forme, la matière et les dimensions d’une pièce.

La méthode à suivre est la suivante :
Etape 1 : Décoder les formes générales de la pièce :
-Mettre en évidence les formes générales d’une pièce (colorier la pièce concernée sur les
différentes vues ou elle apparaît. (Voir manuel du cours page 71)
Etape 2 : Choisir les vues principales
-Choisir les vues les plus représentatives et comportant le moins de parties cachées.
Etape 3 : Représenter la pièce :
-Il faut construire des volumes et non des contours (Parallélépipède, cylindre, sphère, …)
-Toutes les vues doivent être conduites simultanément pour éviter les risques d’oublis et de confusion.
-Effectuer des opérations booléennes appliquées aux volumes élémentaires tel que la soustraction
(retranchement), l’addition (réunion), et quelquefois l’intersection.
(Voir manuel du cours page 72-73)
Etape 4 : Mentionner les spécifications fonctionnelles :
Par la cotation afin de spécifier les dimensions des différentes surfaces de la pièce avec plus de
précision qu’un simple relevé. (Voir manuel du cours page 75)
Page-46-
Leçon N°3 : Le dessin de définition (Rappels)
Chapitre II
Annexe sur les sections (voir manuel du cours page ………..)
Définition :
Une section représente la partie de la pièce située dans un plan sécant.
On distingue les " sections sorties", dessinées à l'extérieur des vues, et les "sections rabattues",
dessinées en surcharge sur les vues.
Section rabattue :
1-Repérer le plan coupant la pièce, par sa trace, en trait mixte fin.
2-N'indiquer le sens d'observation que s'il peut y avoir confusion. Ne pas mettre de lettre.
3-Amener par rotation de 90°, autour de l'axe de la section, le plan coupant la pièce dans le sens du dessin.
4-Dessiner en trait continu fin la surface de la pièce contenue dans le plan sécant.
5-Hachurer la section (Dans ce cas, bien que cela soit à éviter, les hachures peuvent couper
un trait fort, voir figures 1b et 1c.)
Figure 1b
IIIII-
Exercice résolu : (Voir manuel du cours page ……..)
IV-
Exercices d’applications :
Figure 1c
Page-47-
Leçon N°3 : Le dessin de définition (Rappels)
Chapitre II
EX N°1 : SYSTEME TECHNIQUE : « Capteur fin de course pneumatique»
Corps
Chapeau
Galet
Chape
Effecteu
r
Levier
Dans notre étude on s’intéresse à la CHAPE du capteur
Page-48-
Travail demandé:
On demande de compléter :
a) La vue de face en coupe A-A
b) La vue de gauche
c) La vue de dessus en coupe B-B
A
B
B
A
1
Rep
1
Nb
Chape
Désignation
Matière
Observation
Nom : BADRA
ECHELLE : 2:1
CAPTEUR
ETABLISSEMENT : Lycée Lycée Hammam-Lif
Date : Le 02-03-2011
Numéro :
00
Page-49-
EX N°2 : SYSTEME TECHNIQUE : « Borne réglable»
On demande de compléter :
-La vue de face en coupe A-A
-La vue de gauche
-La vue de dessus
-Section sortie C-C
A
C
C
A
1
1
Rep
Nb
Corps
Désignation
S 235
Matière
Nom : Badra Sahbi
ECHELLE : 1:1
BORNE REGLABLE
ETABLISSEMENT
Acier
Référence
: Taha Hussein
Date : Le 20-11-2011
Numéro :
00
Page-50-
CHAPITRE III(3)
COMPORTEMENT DES MATERIAUX
« Rappels sur les sollicitations simples »
A- La traction :

Définition : Une pièce est sollicitée à la traction lorsqu'elle est soumise à deux forces directement
opposées qui tendent à l'allonger.
 Bilan des Forces :
F1
F2
On a F1 et F2 sont les efforts appliqués respectivement sur cette éprouvette. Sous l'action de
ces deux forces, l’éprouvette tend à s’allongée.
Déformation :
C’est l’allongement (
l ) (l  L1  L0 )
 Type de sollicitation : Traction

Retenons :
-- Une pièce est sollicitée à la traction lorsqu'elle est soumise à l'action de deux efforts
directement opposés qui tendent à l'allonger.
-- Les allongements d'une pièce sollicitée à la traction sont proportionnels aux charges.
F  ( pente).l
-- La valeur de l’allongement d’une pièce soumise à la traction dépend de la nature du matériau de la pièce
sollicitée.
Exemple :
l Al
lCu
lFe
Fer
Cuivre
Aluminium
Page-51-
Rappels sur les sollicitations simples
Chapitre III
B- La compression :

Définition :
Par analogie à la traction, on peut définir la sollicitation de compression : une pièce sollicitée à la
compression lorsqu’elle est soumise à l’action de deux forces directement opposées qui tendent à la
raccourcir.
F1
F2
On a F1 et F2 sont les efforts appliqués respectivement sur cette éprouvette. Sous l'action de ces deux
forces, l’éprouvette tend à ce raccourcir.
Déformation : Raccourcissement
 Type de sollicitation : Compression
C- La flexion simple :
Définition : Une pièce est sollicitée à la flexion lorsqu'elle est soumise à l'action de plusieurs forces
perpendiculaires à son axe qui tendent à la fléchir.
On a F1 , F2et F3sont les efforts appliqués respectivement sur cette barre. Sous l'action des trois forces,
l’éprouvette tend à fléchir.
Page-52-
On a
F1 , F2
Chapitre III
sont les efforts appliqués sur cette planche. Sous l’action des deux forces elle tend à fléchir.
Déformation : Flèche (f)
 Type de sollicitation : Flexion

Retenons :
-- Une pièce est sollicitée à la flexion simple lorsqu'elle est soumise à l'action de plusieurs forces
perpendiculaire à sont axe qui tendent à la fléchir.
-- La déformation de flexion d'une pièce sollicitée à la flexion est proportionnelle aux charges.
F  ( pente). f
-- La valeur de la flèche d’une pièce soumise à la flexion simple dépend de la nature de son matériau.
Exemple :
f Al
fCu
f Fe
Fer
Cuivre
Aluminium
D- La torsion :
Définition :
Une pièce est sollicitée à la torsion lorsqu'elle est soumise à l'action de deux moments de torsion opposés
(deux couples de forces opposé : les forces sont situés dans un plan perpendiculaire à l'axe de la pièce) qui
tendent à la tordre.
Page-53-
Chapitre III
On a Mt1 et Mt2 sont les moments appliqués sur l’éprouvette. Sous l'action des deux couples de forces
l’éprouvette tend à ce tordre.

Déformation :
Angle de torsion ( )
 Type de sollicitation : Torsion
Retenons :
-- Une pièce est sollicitée à la torsion lorsqu'elle est soumise à l'action de deux moments de forces opposée.
-- Les déformations angulaires d'une pièce sollicitée à la torsion sont proportionnelles aux moments de forces
appliquées.
Mt  ( pente).
-- La déformation angulaire d'une pièce sollicitée à la torsion dépend de la nature de son matériau.
Exemple :
 Al
Cu
 Fe
Fer
Cuivre
Aluminium
Page-54-
COMPORTEMENT DES MATERIAUX : GENERALITES
IBUT DE LA RESISTANCE DES MATERIAUX :
En statique nous avons étudié les conditions d’équilibre d’un solide supposé indéformable soumis
à un système de forces sans se préoccuper de l’importance de ces forces.
Exemple : Levier du cisaille à main (Voir figure1).
L’expérience montre que ce levier ne peut supporter que des charges limitées, au delà des quelles
il se déforme dangereusement et risque de se rompre.
La résistance de matériaux se propose d’étudier la déformation de la limite de résistance d’une poutre
soumise à un système de forces extérieures.
A
Figure N°1
B
5
1
C
2
E
3
D
4
1
Bâti
5
1 Barre d’acier
4
1
Lame
3
1
Biellette
2
1
Levier
1
Rep Nb Désignation
IIDEFINITION DE LA POUTRE : (Voir figure 2)
On appel poutre en résistance des matériaux un solide engendré par la translation d’une surface (S) dont
le centre de gravité G décrit une ligne droite appelée ligne moyenne.
La section droite (S) est constante (ou à faible variation) et reste  à la ligne moyenne.
La poutre possède un plan de symétrie.
La longueur de la poutre est ≥10 fois la plus grande dimension de sa section.
Figure N°2
Ligne moyenne
Exemples de poutre
G
Surface (S)
Page-55-
GENERALITES
Chapitre III
IIIHYPOTHESE SUR LE MATERIAUX DE LA POUTRE.
- Homogénéité : La poutre étudiée est faite d’un matériau de même construction physique et chimique.
- Isotropie : En chaque point et dans toutes les directions autour de ce point, la poutre a les mêmes propriétés
mécaniques.
IV- NOTIONS DE CONTRAINTE : (Voir figure 3)
Soit le levier du support de la mini-perceuse en équilibre sous l’action de trois forces extérieures.
Effectuant par la pensée une coupure du levier en deux tronçons (1) et (2).
Le tronçon (1) est en équilibre sous l’action de FA et des actions mécaniques (efforts de cohésion df ) que
le tronçon (2) exerce sur (1).
Ces actions sont uniformément réparties en tout point de la section (S)
df
ds
2
L’unité de la contrainte est N/ mm ou MPa (méga pascal) : 1 N/ mm2 = 1 MPa = 106 Pa
Par définition on appelle vecteur contrainte le rapport : C 
Coupure
FB
Levier
C
A
B
(1)
(2)
FA  F opérateur / Levier
FC
Figure N°3
dS
df
FA
Dans le cas de la pièce (2) du système Pince pantographe: (Voir figure 4)
Pour la biellette (2) les efforts de cohésions se réduisent à une force N normale à la section N   df
Donc C 
df N
N
appelé contrainte normale et noté (Sigma) :  

ds S
S
Figure N°4
1
FE
E
E
N
2
3
df
(2)
4
D
6
FE
Coupure
(1)
5
D
Pince pantographe
FD
FD
Page-56-
Leçon :
Traction simple
IDEFINITION :
Une poutre est soumise à la traction lorsqu’elle est soumise à deux forces directement opposées qui tendent
à l’allonger.
Exemple : Pièce (2) de la pince pantographe.
II- ESSAI DE TRACTION :
Pour vérifier la résistance et l’allongement de la pièce (2) nous avons besoin de connaître les propriétés
mécaniques du matériau constituant cette pièce.
Pour définir ces propriétés, on procède à un essai de traction.
L’essai de traction s’effectue sur une éprouvette extraite du même matériau que la pièce (2) (voir figure 5)
Les extrémités de l’éprouvette sont pincées dans les mâchoires d’une machine à essai de traction comportant un
mécanisme enregistreur (voir figure 6)
L’essai consiste à chercher la variation de la longueur L en fonction de l’intensité de l’effort exercé sur
l’éprouvette.
Figure N°5
F2
F1
Section (S) de l’éprouvette
d
P
d = 10 mm ; L = 100 mm
S
L
d2
4

 102
4
 78.54 mm2
Figure N°6
Eprouvettes
5
Comparateur
4
Traverse supérieur
9
3
Indicateur de force
Force d’essai
(manivelle)
Table
8
2
1
7
6
Cylindre de
pression
Traverse inférieur
Colonnes de
guidage
Mors
Page-57-
Leçon : Traction simple
Force en N
L en mm
5000
0.03
Chapitre III
10000 15000
0.06
0.09
20000
0.12
25000 Force élastique
0.16
35000 Force de rupture
Section (S)
F ( KN )
35
25
B
A
Eprouvette avant la traction
C
Section S’ < S
Effort de traction
Pendant la Traction : Comportement élastique
Striction de la pièce
O
L(mm)
Allongements
Elastiques
Allongements
Permanents
Déformation plastique
22
Diagramme d’essai
Eprouvette après la
rupture
Interprétation du diagramme : Le diagramme de l’essai comporte 3 zones :
ZONE OA : Zone de déformation élastique, la courbe est une droite les déformations ( L ) sont
proportionnelles aux charges (F)  F = K. L (équation 1)
F
L
De l’équation 1, on peut écrire
puisque S et L sont deux constantes.
 E.
S
L
E : module d’élasticité longitudinale ou module de Young E 
Dans cette zone la contrainte de traction dans le métal :  
En écrivant
F L 10000 100



 212206 N / mm2
S L 78,54 0, 06
Ch arg e F
Section de l ' éprouvette S
L
  (epsilon) l’allongement relatif on aura   E .  : loi de Hook
L
Fe 25000

 318.3 N / mm2
S
78.54
Fe : Force de la limite élastique en Newton et S : Aire de la section droite de l’éprouvette en mm2.
Au point A on définit la limite élastique ou résistance à l’extension Re 
ZONE AB : Zone de déformation permanente, elle correspond à une période plastique de grands
allongement qui croissent plus vite que les charges.
ZONE BC : Zone de rupture ou le point C marque le début de la striction. Nous déduisons la limite
de résistance ou résistance à la rupture à l’extension R r 
Fr 35000

 445.63 N / mm2
S
78.54
Page-58-
Chapitre III
Fr : Force de rupture en Newton et S : Aire de la section droite de l’éprouvette en mm2.
Après rupture rapprochant les deux parties de l’éprouvette brisées et mesurons l’allongement L
Lu-L = 22 mm
Le coefficient d’allongement pour cent A% : A% = 100 . Lu  L
L
A% =
22
= 22
100
L
Lu
III- CONDITION DE RESISTANCE A LA TRACTION :
Pour qu’une pièce de section S sollicitée à la traction (soumise à deux forces normales N) résiste en toutes
sécurités, il faut que la contrainte normale calculée  soit inférieur ou égale à la résistance pratique à
l’extension Rpe.
Rpe 
Re
avec s coefficient de sécurité; 2  s  5;
s
N
 Rpe : Condition de résistance à la traction
S
IV – APPLICATION : Etude de la pièce (2) du système Pince pantographe
a
2
On donne : L = 120 mm ; la section S = a.b = 20.4 = 80 mm
b
FE
On donne : F = Fe = 1400 N
E
1- Vérification de la résistance de la pièce (2) en adoptant un coefficient de sécurité s=2
  Rpe 
F
 Rpe
S
avec Rpe 
L
Re 318

 159 N / mm2
s
2
F 1400

 17,5 N / mm2 Donc la condition de résistance est vérifiée
S
80
2- Calcul de l’allongement :
F
L
F . L 1400  120
 E.
 L 

 0, 01 mm
S
L
S . E 80 212206
D
FD
Page-59-
Chapitre III
Exercice d’application
Système technique : "Bras manipulateur"
On utilise le bras manipulateur dans la partie
opérative des systèmes automatisés vu. Son rôle
est de prendre un objet d’un point A et le poser
en un point B à un rythme précis ou
selon des ordres qui lui sont envoyés par la partie
commande.
Le bras manipulateur qui vous est présenté est de
technologie pneumatique.
Nous allons limité notre étude à la partie active de
cet ensemble. C'est-à-dire la pince qui saisit l’objet.
NB : Le mouvement des deux mâchoires est lié à l’action sur la tige du piston du vérin
Plaque support
Vérin
Mors adaptation
Mâchoires
Pince du bras manipulateur
Sachant que la pression pneumatique exercée sur le piston du vérin et de diamètre Dpiston = 30 mm et que
P = 60 x 105 Pa
1- Calculer la force de poussée du vérin. (1Pa = 1 N /m2) :
……………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Page-60-
Chapitre III
Sachant que la tige du piston qui est sollicitée à la compression et un cylindre creux en acier de diamètre
intérieur dint = 10 mm et de limite élastique Re= 180 N/mm2. On adoptera un coefficient de sécurité s = 3
2- Calculer le diamètre extérieur dext minimale de la tige du piston :
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………..
Choix dext = ……..
3- Calculer la variation de la longueur (Δl) sachant que la longueur initiale de la tige du piston L0 = 100 mm;
On donne E=2.105 N/mm2 (Module d’Young) :
…………………………………………………………………………………………...............................................
…………………………………………………………………………………………...............................................
…………………………………………………………………………………………...............................................
…………………………………………………………………………………………...............................................
…………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………….
Δl = …………...
Tige du piston : Cylindre creux
Piston
<< COMPORTEMENT DES MATERIAUX >>
Contrainte Normale :
 
F
F en (N)
S en (mm2) :
S
Avec σ < 0 : dans le cas de la compression
 en (N/mm2)
Condition de résistance :
σ ≤ Rpe avec :
R
R pe  e
S
Re : Résistance à la limite élastique
s : Cœfficient de sécurité ( 2 ≤ s ≤ 10 )
Relation contrainte / déformation longitudinale :
σ=Eε
c’est la loi de Hooke avec
ε=
l
L0
E : module d’élasticité longitudinale (ou module d’YOUNG) en (N/mm2)
Page-61-
CHAPITRE IV(4)
LES FONCTIONS LOGIQUES UNIVERSELLES
Leçon N°1 :
Les fonctions logiques de base « Rappels »
En série
En parallèle
Propriété de l’algèbre logique :
Idempotence
a+a=a
a. a=a
Associativité
S= a + (b + c) = (a + b) + c = a + b + c
S= a . (b . c) = (a . b) . c = a . b . c
Commutativité
S= a . b = b . a
S= a + b = b + a
Distributivité
a . (b+c) = a . b+ a . c
a + b . c est identique à (a+b) . (a+c)
Page-62-
Leçon N°2 :
Les fonctions logiques universelles
Pour divers raison et pour limité le nombre de type de composant au sein des circuits. Il existe d’autre dite
<< universelle >> qui permet de réaliser toute les fonctions logiques. Par mis ces composants on a :
- L’opérateur logique NI ou NOR (NON OU)
- L’opérateur logique ON ou NAND (NON ET)
Soit les deux tables de vérité suivantes :
S1 S2 S1.S2
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
S1.S 2
S1
S2
S1  S 2
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
Egale (=)
S1 S2 S1+S2
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
S1  S 2
S1
S2
S1 . S 2
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
Egale (=)
1er Théorème de MORGAN :
S1. S 2  S1  S 2
2éme Théorème de MORGAN :
S1  S 2  S1. S 2
NOR
NON OU
H  S1 S 2
NAND
NON ET
H  S1| S 2
Page-63-
Leçon N°2 : Les fonctions logiques universelles
Chapitre IV
Réalisation électronique (on utilise les CI : circuit intégrés)
H  S1| S 2
H  S1 S 2
Il existe deux types de circuit intégrés :
Circuits intégrés
Désignation
Alimentation
Puissance moyenne absorbée
Brochage d’alimentation
« NON »
« ET »
« OU »
« NAND »
« NOR »
T.T.L
74XX
5± 0,5V
10 mW
14 et 7
7404
7408
7432
7400
7402
C.M.O.S
40XX
3V  8V
2,5 mW
14 et 7
4069
4081
4071
4011
4001
* Dans les circuits numériques et logiques, les grandeurs logiques possédant deux états : 0 ou 1
appelé aussi des valeurs binaires.
* Electriquement, ces deux niveaux sont affectés des tensions/
- Tension basse : VL (low) correspond au niveau logique 0.
- Tension haute : VH (high) correspond au niveau logique 1.
En logique de type T.T.L (Transistor Transistor Logique)
Il faudra connecter des CI : Vcc = 5v , Gnd = 0v : on aura alors VL= 0,8 v et VH > 2,4v
Pratiquement :  lorsque V est comprise entre 0 et 0,8v on lui attribue 0 logique.
 lorsque V est comprise entre 2,4v et 5v on lui attribue 1 logique.
En logique de type CMOS (Complementary Metal oxyde semiConducteur)
Il faudra connecter les circuits intégrés (C.I) comme suit :
Alimentation des CI 3v < VDD < 15v ; Gnd = 0v.
On aura alors VL = 0v et VH =VDD.
Page-64-
Chapitre IV
 UNIVERSALITE DE LA FONCTION NI :
a- Réalisation de la fonction NON par une fonction NI :
a
a a  a  a  a
b- Réalisation de la fonction OU par deux fonctions NI :
a
ab
ab  a b
b
c- Réalisation de la fonction ET par trois fonctions NI :
a
a
ab  a . b  a . b
b
b
 UNIVERSALITE DE LA FONCTION NAND :
a- Réalisation de la fonction NON par une fonction NI :
a
a | a  a. a  a
b- Réalisation de la fonction ET par deux fonctions NI :
a
ab
bb
a . b  a. b
c- Réalisation de la fonction OU par trois fonctions NI :
a
b
aa
bb
a. b  a b  a b
Page-65-
Chapitre IV
 RELATIONS :
a a  a  a  a
a a  a 0
a 0  a  0  a
a | a  a. a  a
a | a  a |1
a |1  a .1  a
a b  a  b  a . b
a | b  a. b  a  b
EX N°1 : Système technique : "ETAU MAGNETIQUE"
IPrésentation :
Cet étau permet de bien fixer une pièce pour réaliser une opération
d’usinage. Le serrage de la pièce est assuré pendant l’alimentation
de la plaque magnétique grâce à une bobine Y.
Pour donner une grande flexibilité à cet étau, deux boutons poussoirs
(b) et (c) sont utilisé pour serrer la pièce et un bouton arrêt d’urgence (a).
Le serrage de la pièce est traduit par l’équation logique :
Plaque magnétique (Y)
a
b
c
Y = (b ↓ c) ↓ a
IITravail demandé
1- Représenter le logigramme de « Y » en utilisant uniquement des portes logique NOR à deux entrées :
a
b
c
Y
Page-66-
Chapitre IV
2- Compléter la réalisation électronique de Y :
a
+ 5V
c
b
Y
R3
R2
R1
0V
3- Montrer que Y  (b  c) . a
Y  (b  c)  a 
3- Ecrire l’équation de la sortie logique « Y » en utilisant uniquement des opérateurs NAND :
Y  (b  c) . a 
4- Représenter le logigramme de « Y » en utilisant uniquement des portes logique NAND à deux entrées
a
b
c
Y
Page-67-
Chapitre IV
EX N°2 : Système technique : "DISTRIBUTEUR DE BILLETS DE BANQUE"
I- Schéma de principe :
Ecran (type de carte)
Ecran
Retrait de l’argent
Fente pour carte magnétique
(Agit sur un capteur « F »)
Voyant lumineux (Lampe rouge « LR »)
Clavier de saisie
(Agit sur un capteur « S »)
Voyant lumineux (Lampe verte « LV »)
Bouton poussoir d’annulation « A »
Bouton poussoir de confirmation « C »
II- Fonctionnement :
Pour faciliter d’avantage les opérations monétaires, un distributeur de billets de banque est installé devant une banque.
Pour retirer de l’argent l’opérateur doit introduire sa carte magnétique dans la fente du distributeur qui agit sur un
capteur « F » et introduire par l’intermédiaire du clavier de saisie un code secret qui agit sur un capteur « S » et en
fin appuyer sur un bouton poussoir de confirmation « C ».
Si cette manipulation et juste une lampe verte s’allume « LV »
II- Travail demandé :
1- Soit F, S et C les variables binaires d’entrées.
LV : variable binaire de sortie.
a) En se référant aux conditions du fonctionnement du système, remplir la table de vérité suivante
F
0
0
0
0
1
1
1
1
S
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
LV
b) Déduire l’équation logique LV =f (F, S, C)
LV =
Page-68-
Chapitre IV
c) Ecrire l’équation de la sortie logique « Lv » en utilisant uniquement des opérateurs NAND :
Lv  ( F . S ) . C 
d) Représenter le logigramme de « LV » en utilisant uniquement des portes logiques NAND à deux entrées
F
S
C
Lv
2- On considère que l’oubli du code secret ou toute fausse manipulation après introduction de la carte
magnétique entraine l’allumage de la lampe rouge « LR » qui répond à l’équation logique :
LR  F . (S  C )
a) Ecrire l’équation de la sortie logique « LR » en utilisant uniquement des opérateurs NOR :
LR  F . (S  C ) 
e) Compléter la réalisation électronique de la sortie « LR » en utilisant deux circuits « 7402 » TTL :
+5V
F
S
C
LR
R1
R2 R3
0V
Page-69-
Leçon N°3 :
La fonction mémoire
IMise en situation : (Voir manuel du cours page ………)
1)- Activité de découverte : (Voir manuel d’activité page ………)
2)- Exemple introductif :
« Perceuse sensitive »
3)- Mise en évidence de la fonction mémoire :
IIEtude de la fonction mémoire : (Voir manuel du cours page ………...)
1- Généralités :
2- Différents types de mémoires :
IIIActivités pratiques : (Voir manuel d’activité page ………..)
IVExercices d’application :
Exercice N°1 : Système Technique : PRESSE BOITES DE BOISSONS
m
Moteur (M)
a
Boitier de commande
Contacteur (KM)
Réducteur de vitesse
Châssis presse
Vérin presseur
Poutre support réglable en hauteur
Boite de boissons 33 cl
116 mm
30 mm
-
-
Fonctionnement :
ce système est destiné au compactage de boites métalliques contenant un volume de 33 cL de boisson. Lors
de la compression de la boites la hauteur initiale 116 mm diminue à une valeur initiale de 30 mm cela est
du à une forte pression exercer par le vérin presseur entrainer par le moteur (M).
On se propose de faire l’étude du moteur (M)
Page-70-
Leçon N°3 : La fonction mémoire
Chapitre IV
KM2
KM1
KM
220 V
~
m
a
Moteur (M)
a) Sachant que l’équation logique du relais « KM » et :
KM  a.(m  KM 1) et que M=KM2
-
Etablir le schéma à contact ou électrique de « KM »
0V
220 V ~
KM
b) Etablir le logigramme de « KM » en utilisant seulement des portes logique de base :
m
a
c) Etablir le logigramme avec seulement des portes logique NOR à deux entrés :
KM  a.(m  KM 1) 
a
KM
m
Page-71-
Chapitre IV
d) Ecrire l’équation de la sortie logique « KM » en utilisant uniquement des opérateurs NAND :
KM  a.(m  KM 1) 
EX N°2 : Système technique : système de levage
Boitier de commande
Moteur
Afficheur
Tambour
Etage 1
Câble métallique
B1
B2
Support
Brique
Cabine
Etage 0
Description du système : Ce système sert à transférer des charges en brique vers l’étage 1
Fonction Mémoire
-
On se propose de faire l’étude du moteur (M)
m
a
Boitier de commande
Contacteur (KM)
Moteur (M)
Page-72-
Chapitre IV
e) Sachant que l’équation logique du relais « KM » et :
KM  a.(m  KM 1) et que M=KM2
-
Etablir le schéma à contact ou électrique de « KM »
0V
220 V ~
KM
f) Etablir le logigramme de « KM » en utilisant seulement des portes logique de base :
m
KM
a
g) Etablir le logigramme avec seulement des portes logique NAND à deux entrés :
m
KM
a
h) Ecrire l’équation de la sortie logique « KM » en utilisant uniquement des opérateurs
KM  a.(m  KM 1) 
Page-73-
CHAPITRE V(5)
ETUDES DES SOLUTIONS CONSTRUCTIVES
Leçon :
Les solutions constructives
Objectif :
technique :
- Identifier les composants d’un mécanisme sur matériel ou dossier.
- Identifier les mobilités relatives aux composants d’un mécanisme.
- Identifier les composants technologiques dans une liaison.
- Compléter la représentation d’un dessin d’ensemble d’un mécanisme
- Exploiter l’outil informatique.
I- Activité de découverte :
II- Rappel sur les liaisons mécaniques :
Désignation
Mobilités
Exemples
Symboles
Représentation plane
0 translations
0 rotations
Liaison
Encastrement
0 degrés de liberté
0 translations
1 rotations
Liaison
Pivot
1 translations
0 rotations
Liaison
Glissière
Liaison
Hélicoïdale
1 translations
+
1 rotations
Liaison
Pivot glissant
1 translations
1 rotations
Page-74-
Leçon : Les solutions constructives
Chapitre V
0 translations
3 rotations
Liaison
Rotule
Liaison
Appui plan
2 translations
1 rotations
III- Exemples introductifs : Clé pour filtre à huile (Voir manuel du cours page……………)
IV- Exercice résolue : Etau orientable (Voir manuel du cours page……………)
V- Activités pratiques : (Voir manuel d’activité page …………….)
EXERCICE D’APPLICATION
Système technique : «
I-
ETAU PORTE TUBE »
Fonctionnement :
Le système sert à immobiliser des tubes en cuivre entre
ces deux mors
IITravail demandé :
1- Analyse du fonctionnement :
a- En se référant au dessin d’ensemble du système préciser la nature des mouvements d’entrée et de
sortie.
Mouvement d’entrée : ……………………………………………………….
- Mouvement de sortie : ………………………………………………………..
b- Justifier le double filetage de la vis de manœuvre (5) ?
…………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
Page-75-
Chapitre V
2- Construction d’une liaison mécanique :
a- Compléter le tableau des liaisons ci-dessous:
Liaison
Mobilité
7
x y z
6
T
R
Désignation
Symbole
Liaison
………...
…………
7/6
5
6
x y z
T
R
Liaison
………...
…………
6/5
5
3
x y z
Liaison
………...
…………
x y z
Liaison
………...
…………
T
R
5/3
3
1
T
R
3 /1
Page-76-
Page-77-
Chapitre V
b- Compléter le schéma cinématique de l’extracteur de bague :
Liaison 2/1
Liaison 7/6
Liaison 6/5
Liaison 5/3
Liaison 4/1
Liaison 2/1
Liaison 3/1
2
7
3
5
1
6
4
3- Solution constructive d’une liaison mécanique :
Exemple 1 : Liaison du socle (1) et de l’écrou (4) :
Cette liaison est assurée par la vis (8)
4
1
4
8
1
8
Page-78-
Chapitre V
-Lesquels de ces vis correspond à la vis (8) ? Choisir par une croix
Vis à tête fraisé bombée
Vis à tête fraisé
Vis à tête six pans creux
-En déduire le nom de cette liaison : ……………………………………………………….
Exemple 2 : Liaison du socle (1) et du mors droit (3) :
Le mors droit (3) est guidé en translation par rapport au socle (3) par une forme en Té.
On donne ci-dessous le guidage du mors (3) par rapport au socle (1)
Les surfaces de contacts qui participent au guidage sont :
 Une surface d’appui
 Une surface de guidage qui positionne
 Une surface en opposition des précédentes qui maintient le contact.
Pour assurer cette liaison entre le socle (1) et le mors (3) il faut prévoir des espacements ou jeu (J)
a- Placer sur le dessin ci-dessous les conditions fonctionnelles nécessaires au bon fonctionnement du mécanisme :
Appui
3
Guidage
F
1
Maintien
b- Repasser avec deux couleurs différentes sur les dessins des pièces (1) et (3) les surfaces qui participent à ce
guidage :
Page-79-
Chapitre V
a- Proposer deux autres solutions qui assurent ce guidage en représentant la section du mors (3) et les
espacements nécessaires.
Solution 1
Solution 2
4- Représentation graphique d’une solution constructive :
On ce propose de remplacer l’ensemble A (5, 6, 7) par un autre ensemble B (5, 8, 9) qui réalise la même fonction
Embout (9)
Vis de manœuvre (5)
Poigné (7)
Levier (6)
A (5.6.7)
-
Vis de manœuvre (5)
Levier (8)
B (5.8.9)
Compléter aux instruments la représentation graphique de cette solution en mettant en place le
levier (8) et les deux embouts (9).
Page-80-
Chapitre V
Page-81-
CHAPITRE VI(6)
LES FONCTIONS ELECTRONIQUES
Leçon N°1 :
La fonction commutation
Objectif :
technique :
- Identifier la fonction commutation par transistor.
- Réaliser des applications qui intègrent la fonction commutation à base de transistors.
1- Activité de découverte : (Voir manuel d’activité page 151-152)
-Travail demandé :
+Vcc
a)
E
B
R1
C
V1
V3
BD136 BD136
R2
C
S1
V4
V2
BD135 BD135
B
E
S2
b)
Transistors
Type
Référence
Boîtier
VCEMAX (V)
ICMAX (mA)
PCMAX (mW)
V1
PNP
BD136
TO126
45V
1
12 w
V2
NPN
BD135
TO126
45V
1
12 w
V3
PNP
BD136
TO126
45V
1
12 w
V4
NPN
BD136
TO126
45V
1
12 w
c) Boîtier TO126
2- Exemple introductif : (Voir manuel du cours page ………….)
II- La Fonction commutation : (Voir manuel du cours page……………)
1- Définition : La fonction commutation c’est d’établir ou interrompre le passage d’un courant électrique
entre deux points d’un montage assurant un transfert d’énergie.
Page-82-
Leçon N°1 : La fonction commutation
Chapitre VI
III- Transistor en commutation : (Voir manuel du cours page……………..)
1- Présentation d’un transistor :
a- Historique :
Transistor, dispositif électronique pouvant remplir les fonctions d'un amplificateur, d'un commutateur ou
d'un oscillateur, dans les télécommunications, le contrôle et les systèmes informatiques (voir Ordinateur!;
Électronique). Jusqu'à la mise au point du transistor en 1948, les développements dans le domaine de
l'électronique dépendaient de l'utilisation des tubes à vide thermoïoniques, des amplificateurs magnétiques,
des équipements tournants spécialisés et des condensateurs spéciaux utilisés comme amplificateurs. Capable
d'effectuer les différentes tâches du tube à vide dans les circuits électroniques, le transistor est une unité
solide, composée de minuscules éléments semi-conducteurs, généralement du germanium ou du silicium, sur
lesquels sont effectuées au moins trois connexions électriques. Les composants de base du transistor sont
comparables à ceux d'une triode.
Le transistor fut mis au point dans les Bell Laboratories, par les physiciens américains Walter Brattain, John
Bardeen et William Shockley qui reçurent ainsi le prix Nobel de physique en 1956.
b- Structure des semi-conducteurs :
Les propriétés électriques d'un semi-conducteur sont déterminées par sa structure atomique. Dans un cristal
de germanium ou de silicium pur, les atomes sont disposés de façon régulière, formant une «!grille en
diamants!». Chaque atome du cristal dispose de quatre électrons périphériques, chacun interagissant avec l'un
des électrons de l'atome voisin pour former une liaison. Ainsi, les électrons ne sont pas libres!; à basse
température, le matériau cristallin pur se comporte comme un isolant.
c- Semi-conducteurs de types N et P :
Un cristal de germanium ou de silicium contenant des impuretés de type donneur est appelé semiconducteur négatif, ou semi-conducteur de type N. La présence d'impuretés de type accepteur
produit un semi-conducteur positif de type P.
d- Structure d’un transistor :
Les deux schémas du haut représentent des vues
de dessus des transistors P-N-P et N-P-N.
Ceux-ci sont formés de trois couches de silicium
ou de germanium hautement purifié, qui
contiennent de petites quantités de bore (type P)
ou de phosphore (type N).
Les connexions électriques des couches sont
en aluminium, tandis que les zones non
métalliques sont protégées par du dioxyde de silicium.
Les flèches rouges sur les deux schémas du bas indiquent
le passage d'un courant positif dans le transistor.
Page-83-
Chapitre VI
2- Etat bloqué et état saturé d’un transistor :
Ic= 0
IB = 0
Si
C
Ic≠ 0
C
IB ≠ 0
B
Si
E
C
C
B
E
E
E
Transistor saturé
=
Interrupteur fermé
Transistor bloqué
=
Interrupteur ouvert
IV- Exercices d’applications : (Voir manuel du cours page ………………)
V- Activités pratiques : (Voir manuel d’activité page………………….)
EXERCICE D’APPLICATIONS
Exercice N°1 :
On donne le schéma du montage suivant :
Rc
S1
Rb
V
L
G
Travail demandé :
1- Indiqué sur V :
a- Le nom de chaque électrode (C,B et E) .
b- Le type de transistor (NPN ou PNP)
2- Que signifie les indications suivantes :
B
C
E
3- Quel est le rôle de la résistance Rb ? :
………………………………………………………………………………………………………..
4- Indiquer sur le montage ci-dessus, les sens des différents courants (Pour S1 fermé).
5- Remplir le tableau suivant : (En utilisant les termes suivants : bloqué ; saturé ; 0 ; 1 ; ≠1)
S1
ib
ic
Etat de V1
Vce
Etat de L
6- Déterminer l’équation logique de L en fonction de S1 : L= ………………
7- Déterminer le nom de la fonction L : …………………………………………….
Page-84-
Chapitre VI
Exercice N°2 :
On donne le schéma du montage suivant :
+Vcc=12V
KM
C
Rb
V1
B
M : Moteur monophasé (1 ~)
T
E
220V
50HZ
On demande de compléter le tableau ci-dessous par les termes suivants : (Bloqué ; Non excitée ;
En fonctionnement ; Excitée ; Saturé ; Arrêt)
V1
Etat de T
Etat de KM
Etat de M
0
1
Page-85-
Leçon N°2 :
Applications de la fonction commutation
1- Activité de découverte : (Voir manuel d’activité page …………..)
« Système de contrôle de niveau d’eau »
-Travail demandé :
S
S
a)
Etat de S Valeur de IB Valeur de VCE
0
0A
12 V
1
≠0A
0V
Etat logique de V
Bloqué
Saturé
Etat logique de H
H=1
H=0
b) H  S
c) C’est la fonction logique NON
2-Exemple introductif: (Voir manuel du cours page ……………)
II- Réalisation des fonctions logiques à base de transistors : (Voir manuel du cours page …………….)
+VCC
RC
S
H S
T
RB
VH
0
S
0
1
Etat du transistor T
Bloqué
Saturé
VH
+Vcc
0
H
1
0
Fonction NON
Page-86-
Leçon N°2 : Applications de la fonction commutation
Chapitre VI
+VCC
S1
RB1
S2
RB2
RC
H  S1  S 2
T
S1 S2
0
0
0
1
1
0
1
1
VH
Etat du transistor T
Bloqué
Saturé
Saturé
Bloqué
VH
+Vcc
0
0
0
H
1
0
0
0
Fonction NOR
+VCC
RC
S1
S2
H  S1| S 2
S1 S2
RB1
T1
0
0
1
1
VH
RB2
T2
0
1
0
1
Etat du
transistor T1
Bloqué
Saturé
Bloqué
Saturé
Etat du
transistor T2
Bloqué
Bloqué
Saturé
Saturé
VH
H
+Vcc
+Vcc
+Vcc
0
1
1
1
0
Fonction NAND
III- Exercices d’applications : (Voir manuel du cours page ……………………)
IV- Activités pratiques: (Voir manuel d’activité page ………………….)
EXERCICE D’APPLICATIONS
Exercices N°1 :
On donne le circuit électronique suivant :
RC2
RC1
H0
RB1
S1
RB2
S2
RB3
V1
BD132
12V
H
V2
BD136
V3
BD136
Page-87-
Chapitre VI
Travail demandé :
I-Etude de V1 :
1- Indiquer sur V1
a- Le nom de chaque électrode (C, B et E).
b- Les sens des différents courants.
c- Son type (NPN ou PNP).
III-
Etude de V2 :
A partir de la fiche technique suivante, relever pour le transistor V2 :
Référence
AC125
2N2222
BD135
2N3055
2N2219
BD136
BC132
abcd-
Type
Boitier
Brochage
ᵦ
VCEMAX(V) ICMAX(mA) PCMAX(mW)
PNP
TO1
L02
32
0.1
0.5
NPN
TO18
L01
60
0.8
0.5
NPN
TO126
L31
45
1
12
NPN
TO3
L05
60
15
115
NPN
TO5
L04
60
0.8
0.8
PNP
TO126
L31
45
1
12
NPN
TO126
L17
30
0.2
0.2
La puissance maximale dissipée par le transistor PCMAX = ……………..
Le courant du collecteur ICMAX = ……………………..
La tension supportée entre l’émetteur et le collecteur VCEMAX = …………………
Le type du boitier : ………………..
mini Maxi
50
100
40
250
20
70
100
40
250
60
III-Analyse du schéma :
a- Remplir le tableau suivant : (En utilisant les termes suivant : Bloqué-saturé-0-1)
S2
S1
Etat de V2
Etat de V3
H0
Etat de V1
0
0
0
1
bloqué
1
1
0
1
1
b- Déterminer l’équation logique de H0 en fonction de S1 et S2 puis déduire son nom.
H
H0 = ………………………………………….
Non de la fonction H0 : ………………………
c- Déterminer l’équation logique de H en fonction de S1 et S2 puis déduire son nom.
H = ………………………………………….
Non de la fonction H : ………………………
Page-88-
Chapitre VI
Exercices N°2 :
On donne le schéma du montage ci-dessous :
F2
RC
S1
a
RB1
G
m
F1
V1
L
S2
RB2
V2
Km
I1234-
Etude de F1 :
Ecrire l’équation de S1 : S1 = ……………………………….
Déterminer le nom de la fonction F1 : ………………………
Déduire l’équation de S2 : S2 = …………………………….
Compléter le montage de la fonction F1 en utilisant des transistors et des résistances :
S2
V4
V3
IIEtude de F2
1- Quelle est la fonction logique réalisé par F2 : …………………………….
2- Compléter le montage de la fonction F2 en utilisant des opérateurs logiques de base :
S1
S2
L
Page-89-
Chapitre VI
3- Déterminer l’équation de L en fonction de a, m, Km : L= …………………
4- Comparer cette équation de L a celle du contacteur KM  S1. (S 2  Km)
……………………………………………………………………………………………..
5- Remplir la table de vérité ci-dessous :
m
Km
S1
S2
Etat de V1
a
0
0
0
Bloqué
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Exercices N°3 :
Soit le schéma de commande de la sortie logique EV:
Etat de V2
Bloqué
L
Saturé
Vcc
Vcc
RC1
RC3
RB5
RB1
T1
S3
Vcc
RC5
T3
Vcc
RC2
T5
Vcc
RC4
RB2
S2
T2
RB7
RB6
S1
EV
T4
1- Quel est le type des transistors utilisés : ………………………………………………………..
2- Donner les expressions de H1 et H2 : H1 = …………………………….
H2= …………………………….
3- Etude de T3
H1
H2
Etat de T3
VCE
H
0
0
0
1
1
0
1
1
-Equation logique : ………………………….
-Nom de la fonction …………………………
4- Trouver l’expression de EV en fonction de H et S1 : EV= ……………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………..
Page-90-
********************* 1er Trimestre **********************
CHAPITRE I
Analyse fonctionnelle d’un système technique
Leçon N°1 : la modélisation
d’un système technique
(Rappel)
Leçon N°3 : GRAFCET
d’un point de vue système
Leçon N°2 : L’analyse
descendante (SADT)
Exercice N°1N°5
(page 7 page 16)
Leçon N°4 : GRAFCET
d’un point de vue de la
partie opérative
Leçon N°5 :
GRAFCET d’un
point de vue de la
partie commande
Exercice N°1 
N°3
(page20 27)
CHAPITRE II
Définition graphique d’un
produit
Leçon N°1 : Le dessin
d’ensemble (Rappels)
Leçon N°2 : La cotation
fonctionnelle
Exercice N°1  N°3
(page 41 page 45)
Leçon N°3 : Le dessin de
définition (Rappel)
********************* 2eme Trimestre **********************
CHAPITRE III
Comportement des matériaux
Exercice (page 60 page 61)
CHAPITRE IV
Les fonctions logiques universelles
Leçon N°1 : Rappel sur les fonctions logiques de base
Exercice N°1  N°2 (page 66 page 69)
Exercice N°1  N°2 (page 70 page 73)
********************* 3eme Trimestre **********************
CHAPITRE V
Etude des solutions constructives
Exercice
CHAPITRE VI
Les fonctions électroniques
Page-91-

cours et exercices d`application

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