L`agrafeuse Rexel 1. Objectifs et Gestion du temps

TP2 Modélisation des liaisons mécaniques – Travail demandé
Filière :
CI-4 : Représentation graphique du réel
2nde I.S.I.
L’agrafeuse Rexel
1. Objectifs et Gestion du temps
1.1. Objectifs
Dans ce TP sur l’agrafeuse REXEL, vous allez :
Observer les mouvements des différentes pièces du mécanisme.
Repérer les surfaces en contact entre certaines pièces de ce mécanisme.
Imposer ces contacts dans SolidWorks.
Comprendre la notion de liaisons entre pièces.
Identifier enfin les liaisons réalisées par les contacts imposés entre les pièces.
Animer la liaison obtenue sous SolidWorks.
1.2. Gestion du temps
Pour réaliser ce TP, nous vous conseillons :
Lycée Claude Bernard
De consacrer 5’ à la lecture du travail demandé
De consacrer 5’ à la lecture attentive du dossier ressource
De consacrer 45’ à 50’ à l’étude de la liaison entre le coulisseau et le guide coulisseau
De consacrer 20’ à l’étude de la liaison entre le coulisseau et le levier
De consacrer 10’ à la relecture et au rangement du poste de travail
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2. Travail demandé
2.1. Etude du fonctionnement de l’agrafeuse
Faîtes fonctionner l’agrafeuse en agrafant vos feuilles de TP.
L’ensemble des fichiers de ce TP se situent dans le dossier CI-4/TP Liaisons Agrafeuse du disque
dur Secondelec.
Ouvrir le fichier Rexel.pwt et observer la première diapositive où figure l’animation des
principaux éléments de l’agrafeuse. Vous pouvez cliquer sur l’animation pour l’exécuter à nouveau.
Question n°1 : Remplissez, sur le document réponse, le schéma sur lequel vous devez faire
apparaître les solutions constructives assurant la Fonction Technique FT142. Nous vous rappellons
que le FAST est disponible en document ressource. Vous utiliserez les solutions techniques :
Levier
Roue excentrique
Réducteur à engrenages
Moteur électrique
Ensemble coulisseau et poinçon
Question n°2 : Décrire, avec votre propre vocabulaire, sur le document réponse, le mouvement
du coulisseau et le mouvement du pignon du moteur électrique. Le pignon est la plus petite des
roues dentées que vous pouvez voir sur la droite de l’agrafeuse.
2.2. Etude de la liaison entre le coulisseau et le guide coulisseau
2.2.1. Première surface de contact
Question n°3 : Désigner, sur la figure du document réponse, le coulisseau (avec son poinçon)
et le guide coulisseau. Passer alors à la diapositive suivante du document à l’écran.
Question n°4 : Colorier en vert, sur l’image du document réponse, la surface du guide
coulisseau qui est en vert à l’écran et celle du coulisseau qui est en contact avec cette surface.
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2.2.2. Ouverture de l’assemblage sous SolidWorks
Cliquer sur le lien vers SolidWorks dans la diapositive ce qui a pour effet d’ouvrir le
fichier ensemble coulisseau.
2.2.3. Notion de Degrés de Liberté
Sélectionner le coulisseau et cliquer sur l’icône
Sélectionner le coulisseau et cliquer sur l’icône
différents.
pour le déplacer selon des mouvements.
pour le déplacer selon des mouvements
Il existe en fait deux types de mouvements dans l’espace :
Les translations (icône
Les rotations (icône
)
)
Appuyer simultanément sur les touches Alt et Tab pour retrouver le diaporama Powerpoint et
passer à la diapositive suivante. Cette combinaison de touches nous permettra de basculer
désormais du fichier Powerpoint au document SolidWorks.
Visionner l’animation à l’écran.
Question n°5 : D’après l’animation à l’écran, combien existe-t-il de translations et de rotations
possibles pour un solide dans l’espace ?
L’ensemble des translations et des rotations constituent les degrés de liberté.
Question n°6 : Combien y a-t-il de Degré De Liberté (DDL) pour un solide dans l’espace ?
2.2.4. Définition d’une contrainte géométrique
Il faut maintenant ajouter des contraintes pour que le coulisseau et le guide coulisseau vérifient
les mouvements souhaités. Une contrainte correspond à une relation géométrique (parallèlisme,
coïncidence, perpendicularité, tangence, etc…) entre des entités géométriques (surfaces, lignes,
points) d’objets différents afin de contraindre les mouvements de l’un par rapport à l’autre.
Consulter le document ressource sur lequel vous trouverez la définition et les illustrations des
différents types de contraintes que l’on peut imposer sous SolidWorks.
Lorsque l’on impose une contrainte, on impose un contact entre les deux pièces et on réduit leurs
possibilités de mouvements l’une par rapport à l’autre. Il n’y a alors plus tous les DDL entre les deux
pièces. On dit alors que les deux pièces sont en liaison l’une par rapport à l’autre.
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Etablir une liaison entre deux pièces d’un mécanisme, c’est supprimer un certain nombre
de mouvements (ou de DDL) entre ces pièces par interposition de surfaces de contact.
Nous souhaitons obtenir, entre le coulisseau et le guide coulisseau une certaine liaison. Les
mouvements que nous souhaitons obtenir sont illustrés dans la diapositive suivante du document
Powerpoint.
Passer à la diapositive suivante du document Powerpoint. Observer l’animation.
Question n°7 : Combien de DDL possède le coulisseau par rapport au guide coulisseau d’après
vous ? S’agit-il de translation(s) ou de rotation(s) ?
2.2.5. Création de la première contrainte sous SolidWorks
Retourner sous SolidWorks. (Alt et Tab)
Positionner le coulisseau dans une position voisine de sa position définitive.
Cliquer sur
pour ajouter une contrainte.
Sélectionner alors la surface coloriée en vert du guide coulisseau puis la surface
correspondant sur le coulisseau, que vous avez aussi précédemment coloriée en vert. (On pourra, si
besoin, faire tourner l’ensemble des deux pièces avec l’icône
)
On souhaite donc établir une relation géométrique de contact entre les
deux surfaces planes concernées (que vous avez coloriées en vert). D’après
le document ressource, il s’agit d’une contrainte de coïncidence.
Après avoir vérifié que la contrainte était une « coïncidence », « le plus
proche », valider.
Animation du mécanisme
Sélectionner le coulisseau et cliquer sur l’icône
de translation.
Sélectionner la vue de gauche par l’icône
pour le déplacer selon des mouvements
et faire bouger le composant.
Question n°8 : Le mouvement vous semble t-il conforme à l’animation précédente de
Powerpoint ?
Sélectionner la vue d’arrière par l’icône
Lycée Claude Bernard
et faire bouger le composant.
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Question n°9 : Le mouvement vous semble t-il conforme à l’animation précédente de
Powerpoint ? Si ce n’est pas le cas, expliquer, avec votre vocabulaire, ce qui ne correspond pas au
mouvement souhaité.
Sélectionner la vue en perspective isométrique par l’icône
en cliquant sur l’icône
et faire tourner le composant
.
Question n°10 : Le mouvement vous semble t-il correct à nouveau ? Si ce n’est pas le cas,
expliquer, avec votre vocabulaire, ce qui ne correspond pas au mouvement souhaité.
Question n°11 : Combien reste-t-il de translations et de rotations possibles pour le coulisseau par
rapport au guide coulisseau à partir de l’analyse précédente ?
Revenez sous Powerpoint (Alt et Tab) et cliquer pour passer à la diapositive suivante.
Nous vous proposons 3 types d’animations. Ces animations correspondent à des liaisons
particulières. En effet, parmi toutes les liaisons possibles, certaines ont été normalisées, c’est à dire
qu’on leur a donné un nom (ainsi qu’une représentation). Vous avez donc à l’écran trois liaisons
normalisées :
liaison glissière
liaison pivot
liaison appui plan
Observer bien les fichiers d’animation et cliquer dessus pour les animer à nouveau si besoin.
Question n°12 : Nommer la liaison qui existe entre le coulisseau et le guide coulisseau à ce
stade.
Question n°13 : Quelle liaison désire-t-on pourtant obtenir entre le coulisseau et le guide
coulisseau ?
2.2.6. Deuxième surface de contact
Vous avez donc remarqué que le mouvement n’est pas conforme à ce que vous attendiez. Il y a
donc, a priori, une autre surface de contact entre le coulisseau et le guide coulisseau.
Question n°14 : Colorier en vert, sur l’image du document réponse, la surface du guide
coulisseau qui est en vert à l’écran et celle du coulisseau qui est en contact avec cette surface.
Retourner sous SolidWorks (Alt+Tab)
Cliquer sur
pour ajouter une nouvelle contrainte.
Sélectionner alors les surfaces que vous avez coloriées en vert sur le coulisseau et le guide
coulisseau (On pourra, si besoin, faire tourner l’ensemble des deux pièces avec l’icône
bouger le coulisseau avec les boutons
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et
) .
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ou faire
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Il s’agit à nouveau d’une contrainte de coïncidence entre les deux
surfaces.
Après avoir vérifié que la contrainte était une « coïncidence », « le
plus proche », valider.
Animation du mécanisme
Sélectionner le coulisseau et cliquer sur l’icône
déplacer selon des mouvements de translation.
Sélectionner la vue de gauche par l’icône
pour le
et faire bouger le composant.
Question n°15 : Le mouvement vous semble t-il conforme à l’animation du départ de
Powerpoint ?
Sélectionner la vue d’arrière par l’icône
et faire bouger le composant.
Question n°16 : Le mouvement vous semble t-il conforme à l’animation du départ de
Powerpoint ?
Sélectionner la vue en perspective isométrique par l’icône
en cliquant sur l’icône
et faire tourner le composant
.
Question n°17 : Le mouvement vous semble t-il correct ?
2.3. Etude de la liaison entre le coulisseau et le levier
2.3.1. Chargement de l’assemblage
Retourner sous Powerpoint (Alt + Tab) et observer le mouvement souhaité entre le levier et le
coulisseau.
Cliquer sur le lien vers Solidworks pour ouvrir l’ensemble levier.
2.3.2. Première surface de contact
Pour la liaison entre le coulisseau et le guide coulisseau, nous avons dû imposer deux contacts :
Une première surface plane de contact que vous avez établie en 2.2.5
Une deuxième surface plane de contact établie en 2.2.6.
Il y avait donc deux plans de contact entre le coulisseau et le porte coulisseau.
Pour la liaison entre le levier et le coulisseau ,il y a 2 surfaces de contact :
D’une part un plan de contact (que nous choisirons comme deuxième surface
de contact)
D’autre part une autre surface de contact que nous allons étudier d’abord en
détail.
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Cette surface de contact se situe au niveau de l’axe (pièce cylindrique grise) du coulisseau.
Question n°18 : Parmi les propositions suivantes, indiquer sur le document réponse le type de
cette première surface de contact entre le levier et le coulisseau ?
Cliquer sur
Surface plane
Surface conique
Surface cylindrique
Cercle
pour ajouter une nouvelle contrainte.
Sélectionner alors la surface concernée du levier puis la surface concernée du coulisseau. (On
pourra, si besoin, faire tourner l’ensemble des deux pièces avec l’icône
l’icône
ou faire des zooms avec
)
En consultant à nouveau le document ressource, vous pouvez constater
que pour une surface cylindrique, la contrainte est une contrainte de
coaxialité (ou « concentrique »).
Après avoir vérifié que la contrainte était « coaxiale », valider.
Revenez sous Powerpoint (Alt et Tab) et cliquer pour passer à la
diapositive suivante.
Observer l’animation de la liaison souhaitée entre le levier et le
coulisseau.
Question n°19 : Combien de DDL possède le coulisseau par rapport au
porte coulisseau d’après vous ? S’agit-il de translation(s) ou de
rotation(s) ?
Retourner sous SolidWorks (Alt+Tab)
Animation du mécanisme
Sélectionner le levier et cliquer sur l’icône
translation.
Sélectionner la vue de gauche par l’icône
pour le déplacer selon des mouvements de
et faire bouger le composant.
Question n°20 : Le mouvement vous semble t-il conforme à l’animation précédente de
Powerpoint ?
Sélectionner la vue d’arrière par l’icône
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et faire bouger le composant.
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Question n°21 : Le mouvement vous semble t-il conforme à l’animation précédente de
Powerpoint ? Si ce n’est pas le cas, expliquer, avec votre vocabulaire, ce qui ne correspond pas au
mouvement souhaité.
Sélectionner la vue en perspective isométrique par l’icône
cliquant sur l’icône
et faire tourner le composant en
.
Question n°22 : Le mouvement vous semble t-il correct à nouveau ? Si ce n’est pas le cas,
expliquer, avec votre vocabulaire, ce qui ne correspond pas au mouvement souhaité.
Question n°23 : Combien reste-t-il de translations et de rotations possibles pour le coulisseau par
rapport au guide coulisseau à partir de l’analyse précédente ?
Revenez sous Powerpoint (Alt et Tab) et cliquer pour passer à la diapositive suivante.
Nous vous proposons 3 types d’animations correspondant à des liaisons normalisées :
liaison glissière
liaison pivot glissant
liaison pivot
Observer bien les fichiers d’animation et cliquer dessus pour les animer à nouveau si besoin.
Question n°24 : Nommer la liaison qui existe entre le levier et le coulisseau à ce stade.
Question n°25 : Quelle liaison désire-t-on pourtant obtenir entre le levier et le coulisseau ?
2.3.3. Deuxième surface de contact
Par la même méthode que pour les contraintes entre le coulisseau et le guide coulisseau,
établir la deuxième contrainte entre le levier et le coulisseau.
Enregistrer votre travail.
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