L`ingénierie mécanique

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b) À quel type d’utilisateur peut-il être destiné?
Aux personnes qui doivent réaliser l’assemblage
d’un objet, notamment les consommateurs
d’objets livrés en pièces détachées.
Les tolérances dimensionnelles
STE
ATS
(page 421)
10. Est-ce que les dimensions des pièces qu’on
fabrique respectent toujours exactement les
mesures spécifiées dans un dessin technique ?
Expliquez votre réponse. Non, car dans la réalité,
il est presque impossible de fabriquer une pièce en
respectant exactement les dimensions indiquées sur
le dessin technique.
11. Pourquoi indique-t-on la tolérance dimensionnelle
de certaines mesures sur les dessins techniques ?
Pour indiquer le degré d’imprécision acceptable pour
que les pièces puissent s’assembler ou fonctionner
correctement.
La cotation fonctionnelle
ATS
(page 422)
requises pour la fabrication et le fonctionnement
d’un objet technique.
13. Donnez un exemple d’un cas où on doit utiliser la
cotation fonctionnelle. Pour indiquer l’espace prévu
entre deux pièces pour permettre leur mouvement,
c’est-à-dire le jeu mécanique.
Les développements
ATS
(pages 423 et 424)
14. Pourquoi utilise-t-on des développements en
dessin technique ? On utilise les développements
pour concevoir et fabriquer une pièce par cambrage.
Il est nécessaire de dessiner un développement afin
de prévoir précisément les dimensions et la forme
de la feuille à découper, les dimensions des faces
de la pièce ainsi que les endroits où les plis seront
effectués.
15. Quelles formes sont couramment représentées à
l’aide de développements ? Les prismes (à base
carrée, à base rectangulaire ou à base triangulaire),
les pyramides, les cônes et les cylindres.
12. Qu’est-ce que la cotation ? La cotation est l’inscription, sur un dessin technique, des dimensions
SECTION
2
L’ingénierie mécanique
Manuel, pages 447 et 448
Les caractéristiques des liaisons mécaniques
ST
STE
ATS
(pages 428 et 429)
1. a) Quelles sont les quatre paires de caractéristiques utilisées pour décrire une fonction liaison en mécanique ?
1) Directe ou indirecte.
2) Démontable ou indémontable.
3) Rigide ou élastique.
4) Complète ou partielle.
b) Quel rôle un rivet ou une vis et son écrou
jouent-ils dans une liaison ?
Le rôle d’organe de liaison.
2. Pour chacune des liaisons suivantes, indiquez
ses quatre caractéristiques et précisez si un
organe de liaison est utilisé.
a) Un tiroir et sa poignée.
Liaison indirecte, démontable, rigide, complète.
Organes de liaison : quatre vis.
b) Un pneu installé sur une jante.
Liaison directe, démontable, élastique,
complète.
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Synergie • Chapitre 4 • Univers technologique
3. Dans une liaison partielle ou élastique,
comment se nomme l’espace entre la pièce et
l’organe de liaison qui leur permet de bouger
librement ? Le jeu mécanique.
Les degrés de liberté
STE
ATS
(pages 430 et 431)
4. a) Que sont les degrés de liberté ? Ce sont les
six mouvements possibles entre deux pièces
d’un objet technique.
b) Combien de degrés de liberté une liaison
complète comporte-t-elle ? Expliquez votre
réponse. Une liaison complète ne comporte
aucun degré de liberté, car les pièces ne
peuvent pas bouger l’une par rapport à l’autre.
5. Pour les objets techniques suivants, donnez
le nombre de degrés de liberté de la pièce
encerclée.
a) Un degré de liberté en rotation.
Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc.
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b) Trois degrés de liberté en rotation.
La fonction de guidage
ST
STE
ATS
(pages 432 et 433)
6. Qu’est-ce que la fonction de guidage ?
La fonction de guidage est assurée par un organe
de guidage qui oblige une pièce à n’effectuer que
certains types de mouvements.
7. a) Quelles sont les deux pièces qui assurent
un guidage en rotation ? L’arbre et le moyeu.
b) Donnez un exemple d’objet technique qui
renferme un guidage en rotation. Plusieurs
réponses possibles. Exemples : un bouton de
réglage du volume, la base pivotante d’une
lampe de bureau, un guidon de bicyclette, un
volant, une roue de bicyclette ou de voiture, etc.
8. a) Quel rôle l’organe de guidage joue-t-il dans
un guidage en translation ? Il joue le rôle
d’un rail pour la pièce mobile.
b) Donnez un exemple d’objet technique qui
renferme un guidage en translation.
Plusieurs réponses possibles. Exemples :
une fenêtre coulissante ou à guillotine, une
perceuse à colonne, un tiroir, une antenne
télescopique, etc.
9. Donnez un exemple d’objet technique qui
renferme un guidage hélicoïdal. Plusieurs
réponses possibles. Exemples : un serre-joint,
un étau, un robinet, etc.
Les systèmes de transmission du mouvement
ST
STE
ATS
(pages 434 à 437)
10. a) Qu’est-ce qu’un système de transmission
du mouvement ? C’est un système qui permet
de transmettre un même type de mouvement
d’une pièce mécanique à une autre.
b) Quels sont les types d’organes et leur rôle
dans un tel système ? Un organe moteur (qui
met le système en mouvement) et un organe
récepteur (qui reçoit le mouvement). Certains
systèmes comportent également un organe
intermédiaire (comme une chaîne ou une
courroie) qui conduit le mouvement de l’organe
moteur à l’organe récepteur.
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11. a) Qu’est-ce qu’un système de roues de
friction ? C’est un système composé de deux
roues dont l’une est entraînée dans un mouvement de rotation au contact de l’autre.
b) Nommez un avantage et un inconvénient du
système de roues de friction. Le principal
avantage de ce système est que n’importe
quelle roue de forme cylindrique ou conique
peut être utilisée pour transmettre un mouvement de rotation ou en changer l’axe. Son
principal inconvénient est qu’il y a toujours un
peu de glissement entre les roues.
12. a) Qu’est-ce qu’un système de courroie
et de poulies ? Ce système comporte deux
poulies ou plus et une courroie. La rotation
d’une des poulies entraîne la courroie qui
transmet ce mouvement rotation à une seconde
poulie.
b) Quel rôle la courroie joue-t-elle dans un tel
système ? La courroie joue le rôle d’organe
intermédiaire.
c) Nommez quatre différents types de
courroies. La courroie à section crantée,
la courroie à section trapézoïdale, la courroie
à section circulaire et la courroie à section
rectangulaire.
d) Dans quels sens les poulies tournent-elles
lorsque la courroie est en forme de « 8 » ?
Les poulies tournent en sens inverse.
13. a) Quel est le principal avantage de l’utilisation des engrenages par rapport aux roues
de friction et à la courroie et aux poulies ?
La présence de dents sur les roues permet
d’éviter tout glissement.
b) Quel type d’engrenage peut-on utiliser
lorsqu’on souhaite changer l’axe de rotation du mouvement ? Un engrenage à roues
coniques.
c) Quels sont les deux types de dentures et
lequel est le plus efficace ? Expliquez votre
réponse. Les deux types de dentures sont les
dentures droites et les dentures hélicoïdales.
Les engrenages à denture hélicoïdale permettent de réaliser des systèmes plus efficaces
et plus silencieux, car la rotation de ces
engrenages met plus de dents en contact en
même temps.
14. Nommez le système qui permet la transmission
d’un mouvement de rotation par l’intermédiaire
d’une chaîne. Le système de chaîne et de roues
dentées.
Synergie • Chapitre 4 • Univers technologique
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b) Un système à bielle, manivelle et coulisse.
15. Nommez chacun des trois systèmes de transmission du mouvement suivants.
a) Roues de frictions.
b) Courroie à section rectangulaire et poulies.
c) Engrenage à roue droite et denture hélicoïdale.
Les systèmes de transformation du
mouvement ST STE ATS (pages 438 à 440)
16. Qu’est-ce qu’un système de transformation du
mouvement ? Un système de transformation du
mouvement est un système qui convertit un mouvement de rotation en un mouvement de translation,
ou un mouvement de translation en un mouvement
de rotation.
17. a) Quelle transformation du mouvement est
assurée par un système à vis et écrou ?
La transformation d’un mouvement de rotation
en un mouvement de translation.
b) Quel type de guidage permet la liaison
entre les deux pièces d’un tel système ?
Un guidage hélicoïdal.
18. a) Qu’est-ce qu’un système à bielle, manivelle
et coulisse ? C’est un système qui transforme
un mouvement de translation en un mouvement
de rotation, ou vice versa.
b) Nommez un exemple d’objet technique
utilisant un tel système. Un moteur à
combustion.
19. Nommez les systèmes de transformation du
mouvement utilisés dans chacun des objets
techniques suivants.
a) Un système à vis et écrou.
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Synergie • Chapitre 4 • Univers technologique
20. Qu’est-ce qu’un système à pignon et crémaillère?
C’est un système qui transforme le mouvement de
rotation du pignon en un mouvement de translation
de la crémaillère, ou vice versa.
21. Qu’est-ce qu’un système à came et tige guidée ?
C’est un système qui transforme le mouvement de
rotation de la came en un mouvement de translation
de la tige guidée.
STE
ATS
22. Qu’est-ce qui distingue un excentrique
d’une came? Un excentrique permet de
transformer un mouvement de translation
comme celui d’une tige guidée. Ce qui
distingue l’excentrique d’une came est sa
forme ronde et son axe de rotation décentré
par rapport à sa circonférence.
L’adhérence et le frottement
ST
STE
ATS
(pages 441 et 442)
23. Comment obtient-on l’adhérence de deux
pièces liées mécaniquement ? On obtient
l’adhérence à l’aide d’un organe de liaison qui
maintient les deux pièces en contact comme une
vis, un rivet ou un goujon. On peut également
utiliser des colles ou d’autres substances
adhésives, ou simplement insérer une pièce
dans une autre, ce qui conduit souvent à une
liaison indémontable.
24. Outre la force appliquée sur les pièces, de quels
autres facteurs l’adhérence peut-elle dépendre?
L’adhérence peut dépendre des matériaux utilisés, de
la température et du poids des pièces.
25. a) Quels sont les deux phénomènes engendrés par le frottement ? Le frottement
entraîne l’usure des pièces et des pertes
d’énergie.
b) Nommez deux façons de limiter le frottement entre deux pièces. On peut utiliser un
lubrifiant comme de l’huile ou de l’air, ou utiliser
des roulements.
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Les changements de vitesse et les couples
STE
b) 30 tours/min 30 mm/12 mm = 75 tours/min
(pages 443 à 446)
ATS
26. a) Qu’est-ce que le changement de vitesse ?
C’est le rapport entre la vitesse de rotation de
l’organe moteur et la vitesse de rotation de
l’organe récepteur.
b) Que sont la roue menante et la roue
menée ? La roue menante est reliée à l’organe
moteur. La roue menée est reliée à l’organe
récepteur.
27. Calculez la vitesse de la roue menée dans les
deux systèmes suivants.
a) 25 tours/min 15 dents/25 dents = 15 tours/min
(25 tours/min)
Roue menante
(15 dents)
SECTION
3
Roue menée
(25 dents)
(30 tours/min)
Roue menante
(30 mm)
ATS
Roue menée
(12 mm)
28. a) Qu’est-ce que le couple moteur ?
Le couple moteur correspond à l’action
combinée de forces qui s’appliquent sur
un organe moteur et qui tendent à produire un mouvement.
b) Qu’est-ce que le couple résistant ?
Le couple résistant résulte des forces qui
s’opposent au mouvement de rotation de
l’organe moteur.
c) Que se passe-t-il lorsque le couple
résistant est supérieur au couple
moteur? La vitesse de rotation du système diminue ou si elle est déjà nulle, elle
le reste.
L’ingénierie électrique
Manuel, pages 467 et 468
La fonction d’alimentation
ST
STE
ATS
(pages 453 et 454)
1. Quel est le rôle de la fonction d’alimentation
dans un circuit électrique ? Le rôle de la fonction
d’alimentation est de fournir l’énergie nécessaire au
passage d’un courant électrique dans le circuit.
2. a) Donnez trois exemples de sources d’alimentation de courant continu. Les piles,
les batteries, les génératrices à courant continu
(ex. : une dynamo de bicyclette) et les
redresseurs de courant.
b) Donnez deux raisons qui justifient l’utilisation du courant continu pour alimenter des
objets techniques. Le courant continu est
principalement utilisé dans les objets techniques portables comme les lampes de poche,
les téléphones cellulaires, les baladeurs et les
ordinateurs portables. Il est également employé
pour les appareils qui ne peuvent être alimentés
par un réseau de distribution, comme certaines
stations météorologiques automatiques, les
automobiles et les satellites.
Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc.
3. a) Qu’est-ce qui distingue le courant alternatif
du courant continu? Le courant alternatif change
périodiquement de sens tandis que le courant
continu circule toujours dans le même sens.
b) Quelle source d’alimentation est communément utilisée pour produire du courant
alternatif ? Une génératrice, qu’on appelle
« alternateur », dans les centrales électriques
(thermiques, nucléaires, hydroélectriques) et les
éoliennes.
c) Quel dispositif permet de convertir le
courant continu en courant alternatif ?
Un onduleur.
Les fonctions de conduction, d’isolation et
de protection ST STE ATS (pages 455 à 458)
4. a) Quelle composante électrique permet au
courant de passer dans l’ensemble d’un
circuit ? Un conducteur.
b) Quelle composante électrique empêche les
fuites de courant à l’extérieur d’un circuit ?
Un isolant.
Synergie • Chapitre 4 • Univers technologique
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