VERIN ROTATIF

Présentation

Le vérin rotatif, représenté sur le dessin d'ensemble, reçoit de l'air comprimé qu'il transforme en mouvement de rotation d'amplitude limitée.

Travail demandé

Activité 1 : Etude technologique

1. Ce vérin rotatif est-il simple effet ou double effet?
2. Le module de la crémaillère est m = 1,25.
   • Mesurer, sur le dessin d'ensemble, le diamètre primitif du pignon arbré 25.
   • En déduire le nombre de dents du pignon arbré 25.
   • Calculer le diamètre primitif du pignon arbré 25 (le diamètre mesuré étant approximatif).
3. Mesurer, sur le dessin d'ensemble, la course de la crémaillère 6.
4. Quel est le débattement angulaire (l'amplitude du mouvement) du pignon arbré 25, en radians et en degrés?
5. Un dispositif est-il prévu pour régler ce débattement angulaire?
6. Quelle est l'utilité de l'ensemble des pièces 20, 21 et 22? A quoi servent les pièces 9 et 10?
7. Quel est le rôle de l'ensemble des pièces 9, 10, 20, 21 et 22?
8. A quoi sert l'entretoise 3? Proposer un matériau pour cette entretoise.
9. Avec quel instrument est serré le contre écrou 7 sur la crémaillère 6?
10. Préciser si les joints 8, 10, 11,18, 19 et 27 assurent une étanchéité statique ou dynamique.

Activité 2 : Etude cinématique

Lors de l'utilisation du vérin rotatif, la vitesse de la crémaillère 6 est donnée par le graphe :

1. Indiquez les instants de début et de fin de chaque phase du mouvement. Pour chaque phase, préciser le type de mouvement.
2. Calculer les distances parcourues par la crémaillère 6 lors de chaque phase.
3. Tracer la courbe donnant la distance parcourue par la crémaillère 6 en fonction du temps.
4. Pour chaque phase, proposer une équation donnant la distance parcourue par la crémaillère 6 en fonction du temps.
5. Proposer une courbe donnant la vitesse angulaire du pignon arbré 25 en fonction du temps.
6. En déduire les angles parcourus par le pignon arbré 25 lors de chaque phase.
7. Tracer la courbe donnant l'angle parcouru par le pignon arbré 25 en fonction du temps.
8. Pour chaque phase, proposer une équation donnant l'angle parcouru par le pignon arbré 25 en fonction du temps.

Activité 3 : Etude statique

On souhaite connaître le couple disponible sur l'arbre de sortie. Le groupe de pièces cinématiquement liées à la crémaillère 6, noté (S), est schématisé ci-dessous :

Hypothèses et données :

• Les poids de toutes les pièces sont négligés.
• Les liaisons sont parfaites.
• Les mouvements sont lents de sorte qu'on puisse appliquer le PFS.
• La pression d'alimentation est de 6 bars.
• Le système (S) est soumis à trois actions mécaniques extérieures :
  • La force F, de point d'application A, de direction horizontale, exercée par l'air comprimé sur le piston.
  • La force G, de point d'application B, inclinée de 20° par rapport à une direction horizontale, exercée par une dent du pignon arbré 25 sur une dent de la crémaillère 6.
  • L'action transmise par la liaison pivot-glissant en C.

Questions :

1. Quelle force F exerce l'air comprimé sur le piston?
2. Dans le repère proposé sur le schéma :
   • Ecrire les coordonnées de F.
   • Ecrire les coordonnées de G en fonction de la norme de cette force.
3. Quels sont les degrés de liberté pour la liaison pivot-glissant en C?
4. Proposer trois torseurs pour modéliser les trois actions mécaniques extérieures.
5. Appliquer le théorème de la résultante statique pour calculer la norme de G.
6. Quel couple est disponible sur l'arbre de sortie?

Activité 4 : Etude graphique

Réaliser le dessin de définition non coté du flasque d'alimentation 12 dans les vues :

• Vue de face en coupe A-A (la même que celle du dessin d'ensemble).
• Vues de droite, de gauche et de dessus extérieures.
• Vue en perspective cavalière.

Conditions :

• Au crayon et aux instruments.
• Sur format A3.
• A l'échelle 1:1.