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*Les systèmes de transformation de mouvement *(La transformation…
*Les systèmes de transformation de mouvement
*(La transformation du mouvement est une fonction mécanique complexe qui consiste à transmettre un mouvement d'une pièce à un autre, tout en modifiant sa nature. Les types de mouvements changent, soit d'un mouvement de rotation à un mouvement de translation, ou inversement.)
Système à came et à tige guidée
Exemple
Autres exemples: jouets mécaniques, mécanismes de commande de l’ouverture de la fermeture des soupapes dans un moteur d’automobiles (arbre à cames et valves), machines à coudre, etc.
Caractéristiques
On appelle «came» une roue qui a la forme d’un œuf. La came peut aussi être un disque de forme irrégulière ou un disque dont le pivot est décentré. Dans ce cas, on parle d'«excentrique». On appelle «tige-poussoir» ou «tige guidée» la tige qui est appuyée sur la came. Lorsque la came tourne, la tige-poussoir effectue un mouvement de translation alternatif (mouvement de va-et-vient rectiligne). Ce système est irréversible.
Avantages:
-On peut configurer la came de façon à faire varier le déplacement de la tige d’un mouvement de translation à un autre.
-Il n’y a aucun glissement, le rapport de vitesse est constant.
-Ce système permet une réduction considérable de la vitesse.
Inconvénients:
-La tige doit être guidée en translation.
-Il faut généralement un ressort de rappel pour permettre à la tige de s'appuyer continuellement sur la came.
-Le risque de vibrations importantes est présent si la came tourne à grande vitesse
Système
Le système de came et tige-poussoir (aussi appelée tige guidée) permet de transformer le mouvement de rotation de la came en un mouvement de translation alternatif (de va-et-vient) de la tige-poussoir.
Système à bielle et à manivelle
Exemple
Autres exemples: Moteurs à essence, moteurs à diesel, pompes, respirateurs en médecine, locomotives à vapeur, ancienne machine à coudre, rouet, meule, etc.
Caractéristiques
Dans ce système, la bielle est la tige rigide liée par une liaison pivot à ses deux extrémités alors que la partie «manivelle» représente la pièce sur laquelle on peut appliquer un mouvement de rotation. Le contact entre la bielle et la manivelle est essentiel afin que le mouvement puisse être transmis dans le système. Le mouvement est généralement initié par la rotation de la manivelle qui transmet un mouvement de translation alternatif à la bielle. Cette transformation est réversible puisqu'elle peut s'effectuer dans le sens inverse.
Il est à noter que la bielle, parfois organe récepteur, peut aussi être un organe intermédiaire qui transmettra le mouvement de translation à une autre pièce, par exemple à un piston. Dans un moteur à combustion, le système à bielle et à manivelle occupe une place importante. Le piston est relié à la bielle qui elle est reliée à la manivelle qui entraînera le vilebrequin. Ainsi, en remontant, le piston comprime le mélange de gaz dans le cylindre.
Avantages
Ce mécanisme peut fonctionner à grande vitesse.
Inconvénients
Il y a beaucoup de frottement dû aux nombreuses articulations de ce système. Il faut alors beaucoup de lubrification.
Système
Le système à bielle et manivelle transforme un mouvement de rotation en mouvement de translation alternatif (mouvement de va-et-vient rectiligne) et vice versa.
Système à vis et à écrou
Exemple
Caractéristiques
Ce mécanisme est irréversible; il ne peut qu’être amorcé par une rotation de l'organe moteur. En effet, une translation de la vis ou de l’écrou bloque le mécanisme.
Avantages
-Ce mécanisme permet d’exercer des forces et des pressions importantes. --Il permet aussi des ajustements fins.
Inconvénients
-Ce mécanisme génère beaucoup de frottement.
-Sa fragilité peut entraîner des problèmes de guidage.
-Le système est lent à moins d’avoir un pas de vis important.
Il existe deux types de systèmes à vis et écrou. Dans certains systèmes, c’est la vis qui joue le rôle d’organe moteur. Dans ce cas, le mouvement de rotation de la vis se transforme en mouvement de translation pour l’écrou. Dans d’autres systèmes, c’est plutôt l’écrou qui constitue l’organe moteur. Dans ce cas, le mouvement de rotation de l’écrou se transforme en mouvement de translation pour la vis.
Système
Le système à vis et écrou permet de transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation en combinant les mouvements d'une vis et d'un écrou.
Système à pignon et à crémaillère
Système
Le système à pignon et crémaillère transforme le mouvement de rotation du pignon en un mouvement de translation de la crémaillère ou vice versa.
Caractéristiques
Inconvénients
-Les engrenages qui sont utilisés peuvent nécessiter une lubrification importante.
-Ce mécanisme nécessite un ajustement précis à cause des dents entre la roue et la crémaillère.
-Il y a beaucoup d’usure.
-Ce n’est pas un mouvement cyclique, c’est un mouvement fini (on doit s’arrêter lorsqu’on est rendu au bout de la crémaillère).
Avantages
-Il n’y a aucun glissement lors de la transformation de ce mouvement.
-La force de ce système est relativement grande.
Ce système comprend une roue dentée qu’on appelle « pignon » et une tige dentée qu’on appelle « crémaillère ». Lorsque le pignon tourne, ses dents s’engrènent dans les dents de la crémaillère et entraînent cette dernière dans un mouvement de translation. À l’inverse, si l’on fait bouger la crémaillère, les dents de la crémaillère s’engrèneront dans les dents du pignon qui subira alors un mouvement de rotation. Il s'agit donc d'un système réversible.
Exemple
Autres exemples: directions d’automobiles, tendeurs de filets (filet de badminton par exemple), mécanismes d’ajustement de certains microscopes, funiculaire, trépied pour appareil photo, etc.
