TP CI5-CI7 E12

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TP CI5-CI7 E12
TP CI5-CI7 E12-E4 Golf
Transmission de puissance
Transformation de mouvement
Chariot de golf
Problématique
On désire déterminer l’autonomie d’utilisation du chariot de golf dans des
conditions spécifiques.
Centres d’intérêt
1
2
3
4
5
6
7
AF1
R1
E1
E8
E11
E13
E4
AF2
R2
E2
E9
E12
E18
E7
R3
E3
E10
E15
E19
E16
E14
E17
8
Savoirs
A
B
C
D
A1
B11
C11
D1
A2
B12
C12
D2
I7
B21
C21
9
10
11
12
E5
I3
I1
I6
I12
E6
I4
I2
Thèmes associés
AF3
R4
I5
I13
R5
I11
I8
B22
C22
I9
B31
C23
I10
B32
C24
R6
B41
R7
B42
R8
B51
R9
B52
Compétences attendues
•
•
•
•
•
•
Décrire la constitution physique de la transmission
Déterminer les grandeurs cinématiques caractéristiques associés à
la fonction réalisée.
Tracer la relation entrée / sortie.
Déterminer les effets de la transformation de mouvement sur les
couples et efforts transmis
Evaluer un rendement de constituant, un rendement global
Apprécier la performance globale de la chaîne d’énergie
Savoirs et savoir-faire associés :
•
•
B22 : les composants mécaniques de transmission
C12 : Comportement énergétique des systèmes
Condition de travail
•
•
•
•
•
Durée : 2h00
Matériel à disposition: Maquette du chariot, chronomètre,
Appareils de mesure (Voltmètre, Ampèremètre, chronomètre…)
Documents ressources fourni à la fin du TP
DR Les transformateurs de mouvement fourni sur le réseau
DT Chariot de Golf fonction CI7 fourni sur le réseau :
Bac S-Sciences de l’Ingénieur
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Transmission de puissance
Transformation de mouvement
I. Mise en situation :
Afin de répondre parfaitement aux besoins des utilisateurs la société
TROLEM souhaite vérifier l’autonomie du chariot de golf lors d’une
utilisation sur un parcours des plus contraignant définit ci-dessous :
• Pente moyenne du parcours 4%
• Vitesse moyenne du chariot 4Km/h
• Masse du sac 20 Kg
• Distance maximale parcourue 9km.
• On souhaite un calcul pour une décharge de 50% de la batterie
Données constructeur :
• Masse du chariot 15 kg
• Batterie de 12V-25Ah
• Rendement de la batterie = 1 (entre l’énergie de la charge et
l’énergie soutirée).
• Rendement du réducteur = 0.6
II. Démarche de résolution
Etude des caractéristiques du moto réducteur afin de définir les
caractéristiques de sortie du moteur.
Mesure des caractéristiques d’entrée du moteur dans les
conditions définies précédemment
Bilan vis-à-vis de la problématique concernant l’autonomie de la
batterie
III. La chaîne de transmission de puissance :
A l’aide des documents techniques et de la maquette
III.1. Complétez la chaîne d’énergie du mécanisme.
Etude des caractéristiques du moto réducteur
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Transmission de puissance
Transformation de mouvement
III.2. Déterminer (à l’aide des documents ressources et techniques) le
rapport de réduction du réducteur roue et vis sans fin.
III.3. Déterminer à l’aide de la pente l’effort nécessaire afin de déplacer
le chariot.
III.4. A partir des données du dossier technique du chariot, et des calculs
précédents, déterminer le couple nécessaire sur la roue pour entraîner en
mouvement le chariot dans les conditions du paragraphe I.
III.5. En utilisant les informations que vous avez remplie sur la chaîne
d’énergie, en déduire le couple moteur nécessaire.
III.6. Déterminer à partir des courbes sur le moteur (DR 1), le courant
moteur pour obtenir le couple précédent.
III.7. Déterminer à partir de la vitesse donnée au paragraphe I la vitesse
de rotation sortie réducteur.
III.8. En déduire la vitesse du moteur.
Mesure des caractéristiques d’entrées du moteur
Sur le banc moto réducteur on vous demande de mettre en oeuvre le
système dans les conditions suivantes :
On demande de mettre en place des appareils afin de mesurer Im et
Um, proposer un schéma de câblage des appareils.
•
•
Appliquer un effort de freinage afin d’obtenir un courant moteur
précédemment défini.
Faire varier la vitesse à l’aide du potentiomètre afin d’obtenir une
vitesse de rotation sortie réducteur égale à celle précédemment
définie (à vérifier avec le tachymètre).
III.9. Relever Um et Im
IV. Bilan:
IV.1. Déterminer à partir des valeurs trouvées précédemment la puissance
consommée
IV.2. Calculer l’énergie disponible sur la batterie (en Watt.heures)
IV.3. En déduire le temps de fonctionnement du chariot pour une décharge
de 50% de la batterie
IV.4. Quel est alors le nombre de parcours que l’on peut effectuer sans
recharger, qu’en penser-vous.
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Transmission de puissance
Transformation de mouvement
Document ressource 1 moteur
Voici un graphique extrait des documents constructeurs du moteur.
20
18
Intensité Im en Ampère
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Couple Cm en N.m
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Transmission de puissance
Transformation de mouvement
DOCUMENT REPONSE 1
F=
V=
Roue
Moteur
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