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Technologie des mécanismes

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Tribologie

La « tribologie » est la science du frottement, c’est l’étude des interactions entre surfaces solides en mouvement relatif. 

Notions à retenir :

  • Frottement

Lorsque deux solides 1 et 2 sont mis en contact par une force F, une force tangentielle T apparaît en déplaçant les solides l’un par rapport à l’autre. Cette force T est appelée « force de frottement » et s’oppose au déplacement relatif des deux solides. On définit le facteur de frottement f = T/F

  • Dissipation thermique

La majorité de l’énergie apportée pour vaincre le frottement dans les contacts est dissipée sous forme de chaleur. Elle conduit à une augmentation locale de température.

  • Usure

L’usure d’un solide est définit comme une perte de matière, principalement par abrasion.

  • Lubrification
Pour réduire l’usure et évacuer la chaleur, on sépare les surfaces en contact par un lubrifiant. C’est la viscosité du fluide qui influence cette séparation. Un lubrifiant est composé d’une huile minérale ou de synthèse et d’additifs.

Transmission de puissance

La transmission de puissance mécanique est une solution constructive permettant d’acheminer une puissance mécanique depuis une source jusqu’à une ou plusieurs utilisations.
Certaines solutions permettent d’adapter la nature du mouvement (rotation ou translation).

La puissance P (en W) développée en translation est égale au produit de la force F (en N) par la vitesse V (en m/s)
$\rm P = F \times V$

La puissance P (en W) développée en rotation est égale au produit du couple C (en N.m) par la vitesse angulaire 𝝎 (en rad/s)
$\rm P = C \times \omega$

Exemples de transmission : 

  • Engrenages
    Un engrenage est un mécanisme composé de 2 roues dentées. Ce système ne modifie pas la nature du mouvement.
    L’une des roues entraîne l’autre par l’action des dents qui sont successivement en contact. La roue qui a le plus petit nombre de dents est appelée pignon. Une combinaison d’engrenages est appelée train d’engrenages.
    Le rapport de réduction exprime le rapport des vitesses (sortie/entrée) qui correspond aussi au rapport des diamètres D de chaque roue ou du nombre de dents Z (entrée/sortie).
    $r = N2/N1 = D1/D2 + Z1/Z2$

  • Bielle-Manivelle
    Il permet la transformation d’un mouvement de rotation en un mouvement de translation rectiligne alternatif, ou inversement.

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