Exercice énergétique MECA

De la mécanique au nucléaire, nos physiciens sont à l'écoute
krmn
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Exercice énergétique MECA

par krmn » 21 Fév 2012, 10:13

Bonjour,

J'aurais besoin d'un petit coup de pouce pour terminer mon devoir.
Voici l'énoncé:

PILOTE AUTOMATIQUE DE BATEAU:

Mise en situation:
Un pilote automatique de bateau permet:
- de ne pas être rivé à la barre pendant toute la durée de la navigation.
- de soulager le barreur fatigué par la concentration que demande le maintien d'un cap prècis.
- de pouvoir libérer les mains lors des manoeuvres avec équipage réduit.
En navigation solitaire, un pilote automatique n'est pas seulement un appoint, c'est un nécessité.

Objectif:
Choisir le moteur qui permettra le déplacement de la tige du pilote en respectant les données du cahier des charges.

Donnée:
Schéma de la chaîne cinématique:
Image

Le moteur électrique entraîne un réducteur à deux étages de poulies et courroies crantées (10, 13a, 13b et 16). La poulie de sortie du réducteur (16) est reliée à la vis (18) sur laquelle est monté un écrou en liaison avec la tige de sortie du pilote (3).

La force de poussée sur la tige du pilote est de 196N
La course de la tige du pilote (3) est 250mm
Le temps de déplacement pour cette course est 9,6 secondes.

Image

Questions:

1. Calculer la vitesse moyenne de déplacement de la tige du pilote (3)
2. Calculer la puissance moyenne développée (P3)
3. Calculer le couple C18 sur la vis d'entraînement (18). On utilise pour cela la relation suivante:
C = Rho . F tan(Apha+Phi)
avec, C : Couple sur la vis; Rho: rayon moyen sur la vis (4,153mm); F: force sur l'axe en N; Alpha: angle d'hélice sur la vis (2,7°); Phi: angle de frottement (6,8°)
4. Calculer la vitesse de rotation de la vis d'entraînement (18). Pour cela, on donne le pas de la vis : p18 = 1,5mm
5. Calculer la puissance sur la vis d'entraînement (P18).
6. Calculer la puissance d'entrée sur la poulie (10) sachant que le rendement de chaque couple poulies courroie est n=0,95


Réponses:

1. 250 mm = 0,250 m
v = delta x/delta t = 0,250/9,6 = 0,025 m/s

2. P3 = delta W/delta t : W = P . delta t
W = 196 . 9,6
W = 1881,6 J

3. C = Rho . F tan(Apha+Phi)
C = 4,153 . 196 . tan(2,7 + 6,8)
C = 136.21 N.m

4) 5) et 6) je suis bloqué.

Merci d'avance pour votre aide.



krmn
Membre Naturel
Messages: 97
Enregistré le: 30 Déc 2011, 10:43

par krmn » 21 Fév 2012, 19:51

Personne pour m'aider ??

Black Jack

par Black Jack » 22 Fév 2012, 10:57

2)
P3 = F.v = ... (pas du tout ce que tu as fait)

3)
Formule donnée dans l'énoncé ...
Mais tu as fait des erreurs d'unités.
C = 0,136 Nm

4)
250/1,5 = 166,66... pas de vis en 9,6 s
N = 166,66/9,6 = 17,36 tr/s
w18 = 2.Pi*N = ... rad/s

5)
P18 = C * w18 = ...

6)
P10 = P18/n² = ...

:zen:

maxgut
Messages: 4
Enregistré le: 23 Fév 2012, 11:45

par maxgut » 23 Fév 2012, 11:47

krmn a écrit:Bonjour,

J'aurais besoin d'un petit coup de pouce pour terminer mon devoir.
Voici l'énoncé:

PILOTE AUTOMATIQUE DE BATEAU:

Mise en situation:
Un pilote automatique de bateau permet:
- de ne pas être rivé à la barre pendant toute la durée de la navigation.
- de soulager le barreur fatigué par la concentration que demande le maintien d'un cap prècis.
- de pouvoir libérer les mains lors des manoeuvres avec équipage réduit.
En navigation solitaire, un pilote automatique n'est pas seulement un appoint, c'est un nécessité.

Objectif:
Choisir le moteur qui permettra le déplacement de la tige du pilote en respectant les données du cahier des charges.

Donnée:
Schéma de la chaîne cinématique:
Image

Le moteur électrique entraîne un réducteur à deux étages de poulies et courroies crantées (10, 13a, 13b et 16). La poulie de sortie du réducteur (16) est reliée à la vis (18) sur laquelle est monté un écrou en liaison avec la tige de sortie du pilote (3).

La force de poussée sur la tige du pilote est de 196N
La course de la tige du pilote (3) est 250mm
Le temps de déplacement pour cette course est 9,6 secondes.

Image

Questions:

1. Calculer la vitesse moyenne de déplacement de la tige du pilote (3)
2. Calculer la puissance moyenne développée (P3)
3. Calculer le couple C18 sur la vis d'entraînement (18). On utilise pour cela la relation suivante:
C = Rho . F tan(Apha+Phi)
avec, C : Couple sur la vis; Rho: rayon moyen sur la vis (4,153mm); F: force sur l'axe en N; Alpha: angle d'hélice sur la vis (2,7°); Phi: angle de frottement (6,8°)
4. Calculer la vitesse de rotation de la vis d'entraînement (18). Pour cela, on donne le pas de la vis : p18 = 1,5mm
5. Calculer la puissance sur la vis d'entraînement (P18).
6. Calculer la puissance d'entrée sur la poulie (10) sachant que le rendement de chaque couple poulies courroie est n=0,95


Réponses:

1. 250 mm = 0,250 m
v = delta x/delta t = 0,250/9,6 = 0,025 m/s

2. P3 = delta W/delta t : W = P . delta t
W = 196 . 9,6
W = 1881,6 J

3. C = Rho . F tan(Apha+Phi)
C = 4,153 . 196 . tan(2,7 + 6,8)
C = 136.21 N.m

4) 5) et 6) je suis bloqué.

Merci d'avance pour votre aide.



Je pense que toi t'es en G4 ! :ptdr:

maxgut
Messages: 4
Enregistré le: 23 Fév 2012, 11:45

Petite question

par maxgut » 23 Fév 2012, 12:10

4)
250/1,5 = 166,66... pas de vis en 9,6 s
N = 166,66/9,6 = 17,36 tr/s
w18 = 2.Pi*N = ... rad/s

Je comprend pas comment tu passe de 166.6 a 9.6 s ?
:help:

Black Jack

par Black Jack » 23 Fév 2012, 13:23

maxgut a écrit:4)
250/1,5 = 166,66... pas de vis en 9,6 s
N = 166,66/9,6 = 17,36 tr/s
w18 = 2.Pi*N = ... rad/s

Je comprend pas comment tu passe de 166.6 a 9.6 s ?
:help:


166,66... est le nombre de tours de vis nécessaire pour couvrir la longueur de course de 250 mm (qui est une donnée de l'énoncé)

Et la durée de 9,6 s pour parcourir cette course est aussi une donnée de l'énoncé.

:zen:

maxgut
Messages: 4
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par maxgut » 23 Fév 2012, 15:29

Ok merci bien J'ai continué et a la fin je trouve P10=14.827/0.95²
Ca te semble correct ?
Merci d'avance :we:

Black Jack

par Black Jack » 23 Fév 2012, 15:53

maxgut a écrit:Ok merci bien J'ai continué et a la fin je trouve P10=14.827/0.95²
Ca te semble correct ?
Merci d'avance :we:


Oui ... à condition de ne pas oublier l'unité.

Une valeur de grandeur physique sans unité ne veut rien dire du tout.

:zen:

maxgut
Messages: 4
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par maxgut » 23 Fév 2012, 16:15

Black Jack a écrit:Oui ... à condition de ne pas oublier l'unité.

Une valeur de grandeur physique sans unité ne veut rien dire du tout.

:zen:

Le Watt bien sur ! :zen:
Merci Black Jack

 

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