Dossier1 - Skate Electrique

Leman
Léo TSSI
Synthèse projet Terminale : Science de l’Ingénieur
Le Skateboard Electrique
Session 2013-2014
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En début d’année de Terminale , dans les premiers
cours de Science de l’ingénieur , il nous était possible de choisir un
projet parmi plusieurs choix. Alors nous avons décidé avec Younes et
Adèle de prendre pour choix du projet : Le Skateboard électrique.
Nos professeurs de SI nous ont prévenu que , exceptionnellement,
pour ce projet il n’y aurait pas de réalisation manuelle car le tout
serait trop complexe , trop cher et aussi pas assez de temps pour le
réaliser.
La question qui nous est posée dans le but de ce projet est la
suivante :
Quelles sont les modifications que l’on doit apporter à un
skateboard classique pour le transformer en Skateboard à propulsion
électrique ?
Dès les premières heures du projet , nous voulions tous savoir si ce
projet avait déjà été réalisé et commercialisé dans le monde .C’est
pour cela que dans la découverte du projet , nous sommes allés voir
sur un site de Skateboard Electrique :
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Avec un tel projet en vu , il nous été donner plus ou moins 70heures
de projet , sur lequel chacun de nous trois avec des répartitions des
taches à faire pour pouvoir mieux avancer ensemble et obtenir le
résultat voulu en fin de projet .
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Conception préliminaire
Mon premier gros travail a été celui sur lequel je pouvais et j’ai passé
10 heures pour m’informer des paramètres liée à la transmission de
puissance.
Accouplements élastiques
•
•
•
Elasticité torsionnelle élevée
Ecart angulaire et de nivellement important
Désaccouplement sans déplacement des arbres
"Tout acier" avec rouleaux en caoutchouc spécial. Entièrement usiné
d'où équilibrage parfait permettant de grandes vitesses. Inoxydable
par phosphatation.
écart angulaire
jusqu'à 2°
écart de nivellement
0,5mm à 1mm suivant les
types
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grande élasticité torsionnelle
10 à 15° dans chaque sens
- Permet un contrôle précis de l'alignement des arbres
- Désaccouplement facile et rapide sans démonter les demimanchons
Différents types d'engrenages
● Engrenages droits à denture droite:
Ce sont les plus simples à fabriquer (et donc les plus économiques).
Ils sont
utilisés pour transmettre la puissance entre deux axes paralèlles.
Inconvénients: peuvent être bruyant à cause du choc au contact
entre
chaque dent. Pour la même raison, ce ne sont pas non plus les plus
fiables.
● Engrenages droits à denture hélicoïdale:
Grâce à la progressivité du contact (contrairement aux
engrenages à
denture droite), ceux-ci sont silencieux, plus performants en terme
de niveau de
puissance transmissible (et de fiabilité). Ce sont en fait les
engrenages les plus
couramment utilisés bien que légèrement plus coûteux que les
précédents.
Un inconvénient: vu la forme du contact, des efforts axiaux sont
générés
● Engrenages côniques:
Pour transmettre la puissance entre deux axes concourants
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● Engrenages roue et vis-sans-fin:
Pour transmettre la puissance entre deux axes non paralèlles, non
concourants.
Les 2 « vrais » avantages de cet engrenage sont les très forts
rapports de
réduction obtenus avec un encombrement réduit d'une part, et la
possibilité d'insérer une
irréversibilité dans un mécanisme (souvent recherché pour
assurer une sécurité par
exemple)
Inconvénient: assez mauvais rendement
1.1. Avantages d’une chaîne/courroie :
Importance des puissances transmises.
Possibilité de faire varier l’entraxe des roues.
Transmission synchrone (pas de glissement).
Possibilité d’entraîner plusieurs arbres récepteurs.
Possibilité de fonctionner dans des conditions sévères (chocs,
température, humidité,
milieu corrosif…).
Fiabilité et rendement de l’ordre de 98%.
Coût inférieur à celui des engrenages dans les mêmes conditions,
dans le cas d’entraxe
court.
Effort limité dans les paliers (tension de départ nulle).
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1.2. Inconvénients d’une chaîne/courroie :
Nécessité d’une lubrification, et donc d’une mise sous carter du
montage pour retenir
le lubrifiant et éviter les projections.
Vibrations longitudinales et transversales.
Pollution sonore importante.
La limitation du rapport de transmission à 1/8 pour assurer un
nombre suffisant de
dents du pignon en prise avec la chaîne.
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Conception détaillée
Par rapport a un niveau qualité/Prix , j’ai proposé au reste du groupe
des engrenages et une courroie .
En suivant les calculs imposés , le moteur , qui sera a coté de la
batterie, sera lié à un engrenages de 11 dents , qui lui-même sera
relié à un autre engrenage de 44 dents en passant par une courroie
crantée . A l’aide du logiciel de modélisation 3D , Solid Works , j’ai pu
construire cette pièce qui représente la conception de la transmission
de puissance.
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Prototypage/Réalisation
La réalisation virtuelle de l’ensemble des pièces a été fait par Younes
et moi. Il nous a fallut tout d’abord ( n’étant pas expert de Solid
Works ) regarder des tutoriaux afin de mieux connaitre le logiciel et
de le maitriser.Après un assemblage de toutes les pièces mises à la
suite des autres , le résultat finale est celui-ci :
• Moteur : 36V Puissance de sortie 800W
• Vitesse de rotation : 2800 tours/ min 293 rad /sec
• Vitesse du Skateboard Electrique : 25km/h
Le courant nominal : 28,5 A
• Engrenage lié au moteur : 11 dents (2cm de diamètre)
• Longueur du moteur : 134 mm == Diamètre du moteur 107,5
mm
• Poids Maximal : 120 kg
• Longueur : 110 cm
• Largeur : 40 cm
• Poids batterie : 5kg
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Sommaire
Page de présentation….. PAGE 1
Sommaire….. PAGE 2
Cahier des charges….. PAGE 3
Emploi du temps….. PAGE 4
Spécification/Planification….. PAGE 5-6
Conception préliminaire….. PAGE 7-8-9-10
Conception détaillée….. PAGE 11
Prototypage/Réalisation…. PAGE 12
PAGE 2
Cahier des charges
PAGE 3
Emploi du temps
PAGE 4