Loading

Technologie Première et deuxième secondaire

Voici les notes de cours que nous utiliserons dans le cadre du cours de sciences cette année. Dans cette section nous allons couvrir plusieurs concepts relatif à la technologie.

Table des matières

Secondaire 1

Les document d'ingénierie

  • Le cahier des charges
  • Le schémas de principe
  • Le schéma de construction
  • Les symboles

Les matières et les outils utilisés

  • Les matières premières
  • Les matériaux
  • Le matériel

Les forces et les effets des forces

  • La compression et la tension
  • Les effets des forces
  • Les conséquences des l'effets des forces

Les mouvements

  • Les types de mouvements (translation, rotation, hélicoïdal)
  • La liaison / guidage

Secondaire 2

L'ingénierie mécanique

  • Les machines simples
  • Les systèmes technologiques
  • Les caractéristiques et les composantes d'un système technologique
  • Les fonctions mécaniques complexes
  • Les mécanismes de transmission du mouvement
  • Les mécanismes de transformation du mouvement

La gamme de fabrication

Machine dessinée par Léonardo Da Vinci

L'ingénierie

L'ingénierie est l'ensemble des actions qui ont pour but d'étudier, de concevoir et de réaliser des projets technologiques.

Le cahier des charges

Le cahier des charges est un document qui décrit la fonction d'un objet technique ainsi que l'ensemble des exigences et des contraintes qu'il faut respecter lors de sa conception et de sa fabrication.

Voici les milieux des différentes contraintes liées au cahier des charges.

  • Milieu physique: Contraintes liées aux éléments naturels (eau, air, soleil, etc.) qui peuvent avoir une action sur l'objet technique (causer de la rouille, détérioration par le rayonnement UV, etc.)
  • Milieu technique: Contraintes liées aux autres objets techniques qui seront en contact avec l'objet à fabriquer au cours de son utilisation, son fonctionnement ou son entretien.
  • Milieu industriel: Contraintes liées à la production en série de l'objet (le temps de fabrication, les outils et les matériaux à utiliser, etc.)
  • Milieu économique: Contraintes liées à l'aspect financier de l'objet (les coût de production et d'entretien de l'objet, la durée de vie, etc.)
  • Milieu humain: Contraintes liées à l'utilisation et aux utilisateurs de l'objet (l'aspect esthétique, la sécurité et la facilité d'utilisation, etc.)
  • Milieu environnemental: Contraintes liées aux effets potentiels de l'objet sur l'environnement (l'utilisation de matériaux recyclés, la possibilité de récupération ou de recyclage, etc.)

Le schéma de principe

Le schéma de principe est un dessin simplifié qui représente le fonctionnement d'un objet technique. On y indique les forces et les mouvements en jeu.

Un schéma de principe comporte généralement les éléments suivants:

  • la représentation simplifiée et le nom des pièces qui entrent en jeu dans le fonctionnement de l'objet technique;
  • la ou les forces qui permettent à l'objet de fonctionner;
  • les mouvements des pièces qui sont engendrés par ces forces;
  • les guidages et les liaisons utiles à la compréhension du fonctionnement de l'objet.

Le schéma de construction

Le schéma de construction est un dessin simplifié qui représente les pièces et les matériaux utilisés dans la fabrication d'un objet technique. On y indique les informations nécessaires à la construction des différentes pièces de même que les liaisons et les guidages entre celles-ci.

Un schéma de construction comporte généralement les éléments suivants:

  • les pièces ou un ensemble de pièces formant l'objet technique, représentées par des couleurs différentes;
  • les noms des pièces;
  • les matériaux;
  • les organes de liaison ou de guidage, si nécessaire;
  • les dimensions des pièces, si nécessaire.

Les symboles

Les symboles utilisés en ingénierie sont des représentations standardisées des diverses informations qui doivent se retrouver dans un schéma.

Les matières premières

Une matière première est une substance d'origine naturelle qui doit être transformée afin d'être utilisée dans la fabrication d'un objet technique.

La matière nécessaire à la fabrication d'un objet provient toujours, d'une substance que l'on retrouve dans la nature. Elle doit être transformée avant de pouvoir entrer dans la composition d'un objet. Les matières premières peuvent être d'origine végétale, animale, minérale ou ligneuse (bois).

Voici quelques matières premières:

Le sable, le bois, le coton, la laine, la bauxite et le pétrole sont des matières premières. Elles sont utilisées pour fabriquer des objets mais elles doivent cependant être transformées avant.

Les matériaux

Un matériau est une substance qui provient de la transformation d'une matière première et qui se retrouve sous une forme adéquate pour entrer dans la fabrication d'un objet technique.

On classe souvent les matériaux en différentes catégories: les métaux, les céramiques, les bois, le verre, les textiles, les matières plastiques et les matériaux composites.

Voici certaines classes de matériaux ainsi que la matière première de provenance. Verre (sable), Planches (bois), Tissus de coton, Balles de laine, Aluminium (bauxite) et Plastique (pétrole).

Le matériel

Le matériel correspond aux outils et aux équipements nécessaires à la fabrication d'un objet technique.

Voici du matériel qui peut être utile pour la construction d'objet technique.

Le vidéo suivant présente les concepts de matière première, matériaux et matériel.

La tension dans une corde d'alpiniste

Les Forces et les effets des forces

Une force est une action qui peut changer la forme d'un corps, en modifier son mouvement ou annuler son état stationnaire.

Les types de contraintes

La compression

La compression est une force qui pousse sur un corps. Cette force permet de déplacer les objets, de les presser ou de les écraser.

La tension

La tension (ou traction) est une force qui tire sur un corps. Cette force permet de tirer ou d'étirer un objet.

Comme par exemple, le souque à la corde créer une tension à l'intérieur de la corde puisque les deux équipes tirent dans des directions opposées.

Les effets des forces

Quand plusieurs forces de compression ou de tension sont exercées simultanément sur un matériau, elles provoquent des effets différents sur celui-ci.

Outre le mouvement, les forces peuvent provoquer;

  • l'allongement,
  • l'écrasement,
  • la flexion,
  • le cisaillement
  • la torsion d'un objet ou d'un matériau.

L'allongement

Allongement (ou extension) est une augmentation de la longueur d'un corps sous l'effet de forces de tension

Cet effet est très apprécié des adeptes des saut en Bungee.

L'allongement d'un élastique

Écrasement

C'est une diminution d'une dimension d'un corps sous l'effet de forces de compression.

Flexion

C'est une courbure d'un corps sous l'effet de plusieurs forces.

Si les planches à neige n'étaient pas flexibles, elles casseraient beaucoup plus fréquemment.

Cisaillement

Cet effet se produit lorsque deux forces sont exercées presque au même endroit, parallèlement et en directions opposées

C'est ce qui permet de couper du papier avec une paire de ciseaux.

Torsion

Cet effet se produit lorsque deux forces sont exercées dans un mouvement de rotation et dans des directions opposées.

C'est très utile pour essorer une serviette humide.

Les conséquences des effets d'une force

Il y a trois conséquences possibles;

  • Déformation Élastique: Changement temporaire dans la forme ou les dimensions d'un objet. Celui-ci reprend sa forme initiale dès qu'il n'y a plus de contrainte. C'est un changement réversible.
  • Déformation Permanente: Changement permanent dans la forme ou les dimensions d'un objet. C'est un changement irréversible car l'objet ne reprend plus sa forme initiale, même lorsque la force causant la déformation est supprimée.
  • La Rupture: Bris de l'objet sous l'effet d'une contrainte plus forte que le seuil de résistance de l'objet.
Le trampoline est déformé mais pourra retrouver sa forme initiale. La canette ne pourra jamais reprendre son apparence de départ. Suite à des contraintes répétées sur le béton, il peut y avoir rupture.

Les types de mouvements

Un mouvement est le déplacement ou le changement de position d'un corps par rapport à un point de référence (on considère souvent un autre corps comme point de référence).

Les forces qui s'exercent sur un corps peuvent causer sa déformation. Toutefois, si l'objet résiste à la déformation, les forces peuvent alors influencer son mouvement de diverses façons. Si l'objet est immobile, les forces provoqueront son déplacement. S'il est déjà en mouvement, elles peuvent modifier la direction du mouvement ou encore en changer la vitesse.

Les parties mobiles des objets techniques peuvent se déplacer selon trois types de mouvements réguliers:

  • La translation rectiligne
  • La rotation
  • Le movement hélicoïdal

La translation

Le mouvement de translation rectiligne est effectué par une pièce ou un objet qui se déplace en ligne droite.

Voici quelques exemples de mouvement de translation. Le déplacement d'un train sur des rails, les marches d'un escalier mécanique qui nous permettent de monter d'un étage. Le mouvement de translation peut donc suivre plusieurs orientations, soit horizontale, verticale ou oblique.

Lorsque le mouvement de translation ne se fait que dans une seule direction, on dit qu'il est unidirectionnel. Cependant, il arrive parfois que le mouvement en ligne droite puisse se faire dans les deux sens. On dit alors qu'il est bidirectionnel ou alternatif. L'ouverture et la fermeture d'un tiroir est un mouvement bidirectionnel horizontal alors que le déplacement d'un ascenseur correspond à un mouvement bidirectionnel vertical.

Symbole translation unidirectionnelle
Symbole translation bidirectionnelle

La rotation

Le mouvement de rotation est effectué par une pièce ou un objet qui se déplace selon une trajectoire circulaire autour d'un axe.

Plusieurs objets techniques comportent des pièces qui effectuent un mouvement de rotation. Par exemple, les roues d'une bicyclette et les pales d'une éolienne effectuent une rotation complète sur elles-mêmes, autour de leur axe de rotation. Les pièces mobiles ne font pas toujours une rotation complète. La trajectoire d'une balançoire ou encore l'ouverture et la fermeture d'une porte suivent une trajectoire circulaire, mais ne font qu'une rotation partielle puisqu'elles ne parcourent qu'une partie de la trajectoire totale.

Comme le mouvement de translation, le mouvement de rotation peut être unidirectionnel ou bidirectionnel. Ainsi, le mouvement des aiguilles d'une horloge et le rotor d'un hélicoptère tournent toujours dans la même direction. Leur rotation est donc unidirectionnelle. À l'inverse, le bouton de commande du volume d'un radio ou la rotation d'une poignée de porte peuvent se faire dans les deux sens; ce sont donc des rotations bidirectionnelles.

Rotation unidirectionnelle
Rotation bidirectionnelle

Le mouvement Hélicoïdal

Le mouvement hélicoïdal est effectué par une pièce ou un objet qui se déplace le long d'un axe fixe, en tournant autour de cet axe.

Lorsque les mouvements de rotation et de translation sont combinés, ce que l'on nomme alors mouvement hélicoïdal. Par exemple, lorsqu'on enfonce une vis dans le bois, on applique une force sur la vis qui engendre un mouvement de rotation de celle-ci. À mesure que la vis effectue cette rotation, ses filets en hélice l'obligent à effectuer un mouvement de translation, car ils lui permettent de s'enfoncer dans le bois. Les deux mouvements sont donc combinés de façon simultanée.

Mouvement Hélicoïdal

Les liaisons

Le guidage

La fonction de guidage est la fonction mécanique élémentaire jouée par un ou plusieurs organes qui permettent à un autre élément de se déplacer d'une façon précise, soit en rotation, en translation ou les deux à la fois.

Dans les objets techniques, il arrive que certaines pièces soient mobiles et se déplacent en fonction d'un des trois types de mouvement existant. Afin d'assurer un bon fonctionnement de l'objet, le mouvement des pièces mobiles doit être contrôlé. Pour ce faire, un organe de guidage permettra un type précis de mouvement et d'en limiter l'amplitude.

Les guidages les plus simples permettent à une pièce de bouger en rotation ou en translation. Les plus complexes, quant à eux, permettent aux pièces de bouger dans différents axes et en réalisant divers mouvements. Les principaux types de guidage sont les suivants:

  • Le guidage en rotation
  • Le guidage en translation
  • Le guidage hélicoïdal

Peu importe le type de guidage, il doit y avoir un léger espace entre les pièces. Si l'adhérence entre les pièces en mouvement est trop importante, le frottement occasionné risque d'endommager les pièces. Pour faciliter le guidage et éviter le frottement, on peut ajouter un organe de lubrification ou des matériaux intermédiaires.

Le choix d'un guidage vise donc à diminuer le frottement entre les pièces. On pourra se baser sur l'espace disponible pour le guidage et la présence de liaisons (pivot ou glissière) pour déterminer le type de guidage approprié en fonction de l'objet technique.

DEUXIÈME SECONDAIRE

Les machines simples

Le levier est un type très répandu de machine simple.

Une machine simple est un dispositif comportant peu de pièces qui permet de faciliter l'accomplissement d'un travail en réduisant la force nécessaire pour l'effectuer.

Il est parfois difficile de déplacer ou de soulever certaines charges très lourdes. Des dispositifs mécaniques existent donc afin de faciliter ces actions.

Ces dispositifs, que l'on nomme machines simples, nous permettent d'utiliser l'énergie mécanique de façon plus efficace, rendant ainsi plus facile l'accomplissement d'un mouvement. Ainsi, le travail sera accompli avec moins d'effort, mais cet effort devra être fourni sur une plus grande distance. Évidemment, une machine simple doit être actionnée par un moteur ou à l'aide de notre force musculaire.

Il existe plusieurs types de machines simples:

  • Le plan incliné;
  • Le coin;
  • La vis;
  • Le levier (les types de levier)
  • La roue;
  • La poulie.

Le plan incliné

Un plan incliné est une surface plane qui est disposée de façon oblique par rapport à l'horizontale.

Un plan incliné permet d'éviter de soulever un objet pour pouvoir le déplacer d'un niveau inférieur à un niveau supérieur. Au lieu d'appliquer une force verticale afin de soulever l'objet, on pourra le pousser ou le tirer sur le plan incliné ce qui nécessite une force moins importante. Le plan incliné sert à diminuer la force requise pour descendre ou monter une charge. Aussi, plus la pente du plan incliné est faible, moins la force à exercer est grande. Toutefois, la distance à parcourir sera longue.

Le coin

Un coin est constitué des deux plans inclinés de petite taille qui sont placés l'un contre l'autre.

Le coin est un dispositif qui permet de diminuer la force nécessaire pour faire plusieurs actions différentes: séparer un objet en deux (ex.: hache, couteau, etc.), séparer deux objets accolés (ex.: pointe d'un tournevis à tête plate), maintenir un objet en place (ex.: butoir de porte), soulever légèrement un objet (ex.: cale utilisée pour mettre un objet à niveau).

La vis

La vis est un plan incliné enroulé autour d'un axe.

Le plan incliné enroulé forme alors une arête en forme d'hélice le long de l'axe. L'arête formée se nomme le "filet" de la vis, et la distance séparant les filets porte le nom de "pas de vis". La force produite par la vis dépend du "pas de vis": plus le pas est rapproché, plus la vis produira une grande force par rapport à la force de rotation. Ainsi, lorsqu'on désire percer un trou dans un matériau dur, la vis utilisée doit posséder un filet serré.

La vis sert à exercer une pression sur des objets ou à les fixer:

  • boulon,
  • vis à bois,
  • clé à molette

ou encore à déplacer des matières liquides ou solides:

  • souffleuse à neige
  • tarière

Le levier

Un levier est une machine simple composé d'une pièce rigide pivotant sur un point fixe nommé "pivot" ou "point d'appui".

L'utilisation d'un levier donne un avantage mécanique, il permet d'augmenter l'effet de la force motrice appliquée sur la charge à soulever. De cette façon, pour effectuer une tâche, la force requise est moins grande.

Les types de levier

En fonction de l'endroit où se situent la force motrice, la charge et le point d'appui, on distingue trois types de levier.

Le levier inter-appui (point d'appui au centre)

Le point d'appui est situé entre la force motrice et la charge. Un tel type de levier permet d'accomplir des travaux demandant de la force ou de la précision.

Exemples:

  • une balance à plateaux,
  • une paire de ciseaux,
  • une balançoire à bascule
  • un pied-de-biche

Le levier inter-résistant (charge au centre)

La charge est située entre la force motrice et le point d'appui. Un tel type de levier permet de multiplier la force motrice exercée. Étant donné que la charge est toujours plus près du point d'appui que la force motrice, un levier inter-résistant exerce sur la charge une force supérieure à la force motrice réellement appliquée.

Exemples:

  • Un décapsuleur,
  • une brouette,
  • un casse-noisette
  • un tremplin de plongeon

Le levier inter-moteur (ou inter-force) (force motrice au centre)

La force motrice est située entre la charge et le point d'appui. Un tel type de levier permet de multiplier la vitesse et la distance et aussi d'augmenter la précision du mouvement.

Exemples:

  • un bâton de hockey,
  • une canne à pêche,
  • une agrafeuse,
  • une pince à épiler
  • une pelle

La roue

Une roue est un dispositif qui utilise la différence de grosseur entre l'essieu (l'axe central de la roue) et la roue elle-même pour diminuer la force à appliquer ou augmenter la distance parcourue.

On considère la roue comme étant un levier circulaire dont le point d'appui est représenté par l'essieu. Ainsi, en exercant une force sur le contour de la roue, on exerce indirectement une grande force sur l'essieu..

La poulie

Une poulie est un dispositif composé d'une roue comportant une rainure (gorge) dans laquelle se déplace une corde.

La poulie est un type de levier circulaire composé d'une roue tournant librement autour d'un axe et comportant sur sa circonférence une partie creuse nommée "gorge". Dans cette gorge, on insère une corde, une chaîne ou une courroie. Il existe des poulies fixes et des poulies mobiles.

Les systèmes technologiques

Un système technologique est un ensemble de composantes (pièces, mécanismes, appareils ou machines) qui sont assemblées de manière à remplir une fonction précise.

Dans la vie quotidienne, nous utilisons beaucoup d'objets techniques. Les objets utilisés sont parfois très simples, composés de quelques pièces et remplissant une fonction non complexe.

Par exemple, un marteau est un objet simple qui ne comprend que deux pièces, le manche et la tête de frappe, et qui sert simplement à enfoncer ou à arracher des clous.

Il existe des objets beaucoup plus complexes qui contiennent plus de pièces et dont le fonctionnement nécessite plusieurs opérations. On parle alors de système technologique.

Les caractéristiques d'un système

Les caractéristiques d'un système sont les qualités qui permettent de décrire un système technologique.

Tous les systèmes technologiques, qu'ils soient simples ou complexes, partagent certaines caractéristiques essentielles et sont formés de composantes. Cinq caractéristiques permettent de décrire un système technologique.

  • La fonction globale
  • Les intrants
  • Les extrants
  • Les procédés
  • La commande

La fonction globale

La fonction globale d'un système décrit ce que doit accomplir l'ensemble d'un système, ce pour quoi il a été conçu.

Pour définir la fonction globale d’un système, il suffit de se poser la question :

À quoi sert principalement notre système?

Par exemple, la fonction globale d'une bicyclette est de permettre à une personne de se déplacer rapidement en actionnant un pédalier; celle d'un moteur d'avion est de propulser l'avion dans l'atmosphère; celle d'un système de chauffage est de chauffer.

Les intrants d’un système

Le terme intrant désigne tous les éléments qui entrent dans un système et qui sont nécessaires à son fonctionnement. Les intrants peuvent être:

  • des matériaux,
  • une forme d'énergie (force musculaire, électricité, combustible, etc.)
  • du matériel (outils, machines, etc.)
  • des personnes (travailleurs, opérateurs de machinerie, etc.)
  • de l'information.

Les intrants correspondent à ce qui doit être transformé et aussi aux éléments qui participent à cette transformation.

Un système simple, comme une ampoule à incandescence, ne nécessite que peu d'intrants, que de l'électricité dans le cas de l'ampoule.

Par contre, dans le cas de systèmes technologiques plus complexes, les intrants nécessaires au fonctionnement sont plus nombreux.

Les extrants d'un système

Un extrant est un élément qui sort d'un système. Il peut être désiré ou non.

Les systèmes technologiques sont souvent un moyen de transformer quelque chose, un ensemble de ressources (intrants), en quelque chose d'autre, des produits (extrants). Les systèmes nécessitent donc des intrants qui, lors du fonctionnement du système, produisent des extrants qui sont de nature matérielle ou énergétique.

Il y a des extrants prévus et désirés, ce que l'on appelle les résultats. Par contre, un extrant se produit rarement seul. Certains extrants sont prévus, mais non désirés.

Dans le cas d'un véhicule automobile, les gaz d'échappement qui polluent l'atmosphère, la chaleur perdue et les autres déchets produits représentent des extrants non désirés.

Les procédés d’un système

Les procédés sont une séquence d'actions que le système effectue afin de transformer les intrants pour remplir la fonction globale demandée.

Ils peuvent agir de plusieurs façons, soit chimiquement ou physiquement. Par exemple, un procédé peut modifier un matériau pour lui donner une nouvelle forme dans le cas d'un changement physique. C'est le cas, entre autres, d'une sécheuse qui assèche les vêtements humides. D'un autre côté, le procédé peut être un changement chimique, comme dans le cas de l'essence qui est brûlé dans un moteur à combustion. Il reste que tous les procédés transforment des objets ayant certaines caractéristiques en objets en possédant d'autres. Lorsqu’on veut séparer la crème du lait entier par exemple, on place le lait entier dans un séparateur centrifuge et il en ressort de la crème et du lait écrémé. C’est ce qu’on appelle l’écrémage du lait. Ce procédé de séparation utilise la force centrifuge.

Les commandes d’un système

Les commandes d'un système permettent d'enclencher, de déclencher ou de modifier le fonctionnement du système. Il existe plusieurs types de commandes: mécaniques, électriques, et optiques.

Par exemple, le fonctionnement d'une télévision nécessite l'utilisation d'une télécommande à distance.

En plus de ces commandes physiques, on peut ajouter certaines contraintes que l'on doit remplir afin de rendre le fonctionnement du système possible.

Par exemple, une source d'alimentation électrique est nécessaire au fonctionnement d'une lampe ou encore la présence de l'utilisateur est nécessaire pour actionner l'agrafeuse.

On peut classer ces données de contrôle en quatre catégories :

  1. les contraintes énergétiques,
  2. les contraintes de configuration (programme, cycle, etc.),
  3. les contraintes de réglage (réglage de la température, de la vitesse, de la pression, etc.)
  4. les contraintes d’exploitation (départ, mise en marche, ordre opérationnel, etc.).

On représente souvent les caractéristiques d'un système sous forme de schéma.

Les mécanismes de transmission du mouvement

La transmission du mouvement est une fonction mécanique complexe qui consiste à transmettre un mouvement d'une pièce à une autre sans en modifier la nature. Le type de mouvement demeure le même d'une pièce à l'autre.

Lorsque le mouvement issu d'une force d'une pièce mécanique est communiqué à une autre sans qu'il soit transformé, on dit qu'il y a transmission du mouvement. Ainsi, un organe moteur en mouvement transmet l'action à un organe récepteur (ou mené). Les deux organes peuvent être directement en contact ou la transmission peut se faire à l'aide d'un organe intermédiaire.

Parmi les systèmes de transmission du mouvement, les plus répandus sont les suivants:

  • Les roues de friction
  • Les poulies et courroie
  • Les engrenages (roues dentées)
  • Les roues dentées et chaînes
  • Les roues et vis sans fin

Roue de friction

Un système de roues de friction est composé de deux ou plusieurs roues en contact dont le mouvement de rotation est transmis par frottement.

Le système de roues de friction est similaire au système d'engrenage à la différence que les roues n'ont pas de dents. La surface des roues est plutôt rugueuse et le frottement entre les pièces doit être suffisamment important pour limiter le glissement et ainsi assurer une transmission efficace du mouvement.

Caractéristiques

  • Le sens de rotation est inversé d'une roue à l'autre.
  • Le mouvement du système de roues de friction est réversible.
  • L'axe de rotation des roues peut changer; on peut donc passer d'une rotation verticale à une rotation horizontale par exemple.
  • Il permet de modifier la vitesse de rotation.

Avantages

  • Ce système est relativement silencieux.
  • Les roues de friction sont économiques, car l'absence de dents rend les roues faciles à construire.

Inconvénients

  • Les roues ont tendance à glisser les unes sur les autres ce qui ne permet pas toujours une transmission constante du mouvement.
  • La présence de saleté ou d'usure dégrade le frottement entre les roues et perturbe le système.
  • Le montage des roues de friction nécessite une grande précision afin de garantir le roulement efficace des roues.

Poulies et courroies

Un système de courroie et poulies comporte une poulie qui, en rotation, entraîne la courroie qui transmet ce mouvement à une seconde poulie.

Le système de courroie et poulies, repose sur le principe d'adhérence et de frottement entre les éléments pour transmettre le mouvement. Il permet de transmettre un mouvement de rotation à distance tout comme le système chaîne et roues dentées.

Caractéristiques

  • L’adhérence de la courroie sur les poulies réalise l’entraînement du système.
  • Le mouvement des poulies est réversible.
  • Lorsque deux poulies sont reliées par une courroie directe, le sens de rotation est le même. Par contre, si les deux poulies sont reliées par une courroie croisée, elles ont des sens de rotation inversés.
  • On peut modifier la vitesse de rotation du système en utilisant des poulies de diamètres différents.

Avantages

  • Ce système est relativement silencieux.
  • Les poulies et courroie ne requièrent pas de lubrification.
  • Ce système permet de transmettre des mouvements très rapides.
  • Une courroie peu rigide, utilisée en torsion, permet de relier des poulies qui n'ont pas des axes de rotation parallèles.
  • Contrairement au système de chaîne et roues dentées, l'élasticité de la courroie permet d'éviter des à-coups (saccades, soubresauts) et de rendre fluide le mouvement de rotation.

Inconvénients

  • La courroie peut glisser des poulies ce qui diminue l’efficacité de la transmission du mouvement.
  • Le contact entre les poulies et la courroie doit être exempt de corps gras et d'impuretés.
  • La résistance de la courroie est limitée; elle subit une usure normale (la courroie peut se rompre) ou encore peut être non adaptée aux conditions difficiles (par exemple des températures élevées).
  • Ce système nécessite une surveillance périodique afin d'éviter un bris éventuel de la courroie.

Engrenages (roues dentées)

Un système d'engrenage est composé de deux ou plusieurs roues dentées qui permettent la transmission d'un mouvement de rotation en s'appuyant l'une sur l'autre.

Un système d'engrenage est utilisé lorsqu'on désire transmettre un mouvement de rotation entre des pièces rapprochées. Les dents des roues dentées impliquées viennent successivement en contact les unes avec les autres. L'utilisation de roues dentées empêche tout glissement.

Caractéristiques

  • Il existe plusieurs types d'engrenage: la position des roues et leurs dentures permettent de faire varier l'orientation et la précision de la transmission du mouvement.
  • Le système peut être amorcé par n'importe quelle roue et il est réversible.
  • Le sens de rotation est inversé d'une roue à l'autre.
  • Il permet de modifier la vitesse de rotation.

Chaîne et roues dentées

Le système de chaîne et roues dentées permet la transmission d’un mouvement de rotation entre deux roues dentées ou plus par l'intermédiaire d'une chaîne.

L’entraînement d'un système de chaîne et roues dentées se fait grâce aux maillons de la chaîne qui s’emboîtent dans les dents de la roue. Les roues dentées du système sont les organes moteur et récepteur alors que la chaîne est l'organe intermédiaire. Ce système permet de transmettre un mouvement de rotation à distance.

Caractéristiques

  • Les sens de rotation de la roue d’entrée et de la roue de sortie sont identiques.
  • Les mouvements des roues dentées et de la chaîne sont réversibles.
  • La vitesse de rotation du système peut être modifiée en changeant soit le nombre de dents des deux roues, soit leurs diamètres.

Avantages

  • L'utilisation d'une chaîne qui s'emboîte sur les dents des roues empêche tout glissement.
  • Ce type de système permet d’appliquer de grandes forces sur la roue motrice pour entraîner le mouvement.

Inconvénients

  • Le système de chaîne et roues dentées est source de bruit et de vibration.
  • Ce système exige une lubrification constante afin d'éviter l'usure prématurée de la chaîne.
  • La tension de la chaîne doit être périodiquement ajustée.
  • La vitesse de rotation des roues dentées a une certaine limite, car la chaîne a tendance à dérailler lorsqu’elle n’est pas assez tendue ou lorsque le mécanisme tourne trop vite.
  • Les axes des roues doivent être rigoureusement parallèles.
  • Les coûts d’installation sont généralement élevés.

Roue et vis sans fin

Le système de roue et de vis sans fin est composé d'une roue dentée et d'une vis comportant un filetage hélicoïdal.

Dans ce système, le filet de la vis sans fin s’emboîte dans les dents d’une roue dentée. On dit que la vis est sans fin puisqu'elle peut entraîner indéfiniment la roue dentée.

Caractéristiques

  • Un tour complet de la vis sans fin fait tourner la roue dentée d’une seule dent.
  • Il s'agit d'un mouvement irréversible, car le mouvement peut être amorcé seulement par la vis. Si on tente d’amorcer le mouvement par la roue dentée, la vis refuse de tourner et se bloque.
  • L'utilisation de ce système modifie l’axe de rotation. En effet, la roue dentée effectuera une rotation perpendiculaire à celle de la vis sans fin.
  • Ce système permet de réduire la vitesse ou encore d'augmenter la force dans un objet.

Avantages

  • Aucun glissement n'est possible dans ce système.
  • On peut considérablement réduire la vitesse à l'aide de ce système.
  • Ce système ne se desserre pas lorsqu’on relâche la vis sans fin; il permet de bloquer un serrage.
  • Ce système offre un ajustement très précis.

Inconvénients

  • Pour fonctionner, il doit y avoir un ajustement précis des dents de la roue avec le pas de vis.
  • Le système de roue et de vis sans fin est difficile à construire.
  • Il a tendance à s’user rapidement.

Les mécanismes de transformation du mouvement

La transformation du mouvement est une fonction mécanique complexe qui consiste à transmettre un mouvement d'une pièce à une autre, tout en modifiant sa nature. Le type de mouvement change, soit d'un mouvement de rotation à un mouvement de translation ou inversement.

Dans certains objets techniques, le type de mouvement de l'organe moteur change lorsqu'il est transmis à l'organe récepteur. Parmi les systèmes de transformation du mouvement, on retrouve les systèmes suivants:

  • Le système à vis et écrou
  • Le système à bielle et manivelle
  • Le système à pignon et crémaillère
  • Le système à came et tige-poussoir

Credits:

Created with images by tookapic - "watch time gears" • monicore - "notebook pen pencil" • FranckGrim - "plage de sable" • bptakoma - "cotton" • Jeannot Doe - "Bois" • Couleur - "sheep animal wool" • James St. John - "Pisolitic bauxite 1" • Skitterphoto - "oil gasoline automotive" • Tluke - "jar ball jar glass" • www.MathildaLefort.fr - "Planches de bois" • davidwilby - "cotton" • Counselling - "wool knit knitting needles" • skeeze - "beverage cans tops aluminum" • Alexas_Fotos - "straws drink tube" • Anosmia - "nails" • HomeSpot HQ - "Hammer" • tuchodi - "Measure Twice - Cut Once" • stock.photos - "tools" • Phil_Parker - "Reciprocating saw" • toolstop - "Drills" • byrev - "abrasive oated paper" • HomeSpot HQ - "Various Screwdrivers" • Gipfelsturm69 - "climb prussik knot high mountains" • stevepb - "stress tension pressure" • zAppledot - "092707 007" • markyharky - "Bungeeeeee" • Life-Of-Pix - "scrap press scrap yard junk press" • Constantine Trupcheff - "untitled image" • lailajuliana - "hands scissors cut" • PublicDomainPictures - "sunset dusk twilight" • cardinalbiggles - "P1030369" • James Mackintosh Photography - "Crushed" • yellowcloud - "Break Point" • skeeze - "cycling bicycle riding" • Jadrogc - "rail railway train" • Mic V. - "Grapevine, Texas - USA" • zigazou76 - "Pas de vis" • makamuki0 - "mechanism gears machine mechanical rusty old machinery" • anaterate - "nutcracker walnut nutshell pliers-like" • DEZALB - "mexico chichen itza maya" • Hans - "ax axe hack" • InspiredImages - "screws construction equipment industry work carpentry repair" • jackmac34 - "cart wheel agriculture farm wheel wheel farm" • JarkkoManty - "pulley rope boat pulley pulley pulley pulley" • stux - "bottom bracket gear mountain bike bike wheel" • rgaudet17 - "tool hammer hardware" • johannesalberts - "bike station red" • osengkho - "f22 aircraft jet" • Skitterphoto - "tablet heating man" • Corentin Marzin - "untitled image" • RonPorter - "television remote control television programme tv news" • Luiz-Jorge-Artista - "outlet electricity electric plug energy appliance wire" • Pierre Châtel-Innocenti - "Lamp" • lacarabeis - "stapler office stapler stapler stapler stapler stapler" • zigazou76 - "Entrainement de Linotype" • Pexels - "close-up cogs gears machine machinery mechanical mechanism" • SIM278 - "chain bike pinion gear circuit old"

Report Abuse

If you feel that this video content violates the Adobe Terms of Use, you may report this content by filling out this quick form.

To report a Copyright Violation, please follow Section 17 in the Terms of Use.