[PPE] Minimiser un couple moteur et dimensionnement d'une solution constructive

[invitecf600ebb]

Salut à tous !!

Je suis en terminale S sciences de l'ingénieur. J'ai presque terminé mon projet de PPE mais j'ai une question.

Destructeur d'aiguilles :

La problématique de mon PPE était de minimiser le couple moteur d'un destructeur d'aiguilles et donc pour ça, modifier le système de transformation de mouvement rotation/translation. L'existant était un système vis-écrou avec un très faible rendemant.

Nous avons donc tout d'abord cherché différents systèmes existants (bielle-vilebrequin, came, genouillère... pour ne citer que les meilleurs). Nous avons modéliser chacun de ses systèmes via un logiciel de DAO (solidworks). Avec les couples maximums nécessaires ainsi que la puissance maximale à fournir au système, nous avons conclut que le système à genouillère était le meilleur.

Nous devons maintenant, dimensionner le système car le capot du destructeur d'aiguilles doit être inchangé. Nous cherchons donc à ce que le système soit le moins encombrant possible.

Encombrement actuel :
Le système vis-écrou n'étant que les parties rouges et grises au bout du destructeur. Le reste est le moteur ainsi que son réducteur. Et la place disponible sur le shéma est occupé par toute l'électronique su système.

Représentation du système qe l'on souhaite mettre à la place :
Bien sûr, les bielles seront petites et le diamètre de la roue également. Il faut considérer que l'axe de la came violette correspond à l'axe du moteur en sortie de réducteur.

Notre problème serait donc de dimensionner les bielles (de l'ordre du millimètre au centimètre) pour que notre piston rouge se déplace de 5mm. Pour cela, il faut que la bielle orange ne pousse pas trop les 2 bielles blanches vers la droite (leur axe doit rester à peu près droit).

On a essayé quelques méthodes de calculs mais aucune ne nous donne un réusltat... Nous avons supposé que peut-être il allait donner arbitrairement une valeur à l'une des bielles : soit la orange, soit les 2 blanches (qui sont de la même taille) mais même ainsi, nous ne savons pas trop comment nous y prendre...

Quelqu'un aurait-il une méthode pour nous ?

Pour ceux qu sont arrivés jusqu'ici, merci d'avoir pris el temps de lire mon problème, j'espère avoir été assez claire.
Je vous remercie d'avance pour les réponses.
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[invite93cd8550]

Votre démarche est très intéressante. Pensez à bien présenter votre démarche en reliant chaque système étudié aux performances demandées par le cahier des charges.

Votre système grenouillère effectivement permet de créer avec des moteurs à faible couple des efforts importants. Une autre qualité est de garder facilement un serrage irréversible quand l'articulation du milieu passant derrière l'alignement des 2 autres.

Par contre ne pas confondre le rendement et le fait d’utiliser un moteur à faible couple qui qui devra tourner plus longtemps !

Pour le dimensionnement géométrique :
1/ Je vous conseille de simplifier la conception en alignant les centres des liaisons avec le pivot glissant. Pour cela vous devez représenter un vrai schéma cinématique en 3D sans utiliser solidwork qui est un outil de représentation et non de modélisation.
2/ Pour dimensionner le problème est qu’en sortie moteur vous actionnez un excentrique et non une came. Donc pendant la rotation votre système se déplace dans l’espace et on ne peut pas faire l’hypothèse de système plan !
Je ne connais pas le destructeur mais le mouvement de rotation est peut être gênant le mouvement peut être supprimé avec des rotules, à voir ?
Avec les guidages adéquats vous pouvez aussi faire un système came en poussant la bielle mais le système est plus complexe est attention aux frottement. Dans ce cas, vous en revenez à un système plan avec un pré-dimensionnement facile (mais attention aux déformations qui peuvent ne pas être négligeables)