Comment réaliser les systèmes inventés par Léonard de Vinci ?. Un

3ème.
Comment réaliser les systèmes inventés par Léonard de Vinci ?.
Un peu d’histoire …
Léonard de Vinci était peintre architecte et ingénieur. Il vécu de 1452 à 1519.
Outre ses peintures célèbres, ce sont ses machines qui nous intéressent ici.
En effet Léonard de Vinci a imaginé des machines de guerre (fig 1), des systèmes de levage (fig 2), des
machines hydrauliques et des outils pour le textile (fig 3), la forge ou l’optique (polissage des lentilles).
Fig 2
Fig 1
Les inventions de Léonard de Vinci sont souvent présentées comme inédites voire mythiques puisqu’on se
demande comment un seul homme a pu inventer toutes ces machines.
Il est important de rappeler qu’il s’est inspiré de travaux d’autres ingénieurs comme Brunelleshi, Taccola,
Buonnacorso, …
Toutes ses machines se composent de systèmes ingénieux à base d’engrenages*, de vis et de manière
générale de système de transformation de mouvement.
Un mécanisme de transformation de mouvement agît comme ceci :
Rotation continue
Translation
Rotation dans les deux sens
Système de
transformation
de mouvement.
Un peu de technologie…
Fig 3
Ce dessin montre une partie de machine à
embobiner du fil.
Le mouvement d’entrée est une rotation*
continue par une manivelle.
Le mouvement de sortie est également une
rotation continue mais combinée avec une
translation* alternative* horizontale, c’est la
bobine.
La bobine tourne mais ce déplace à la manière
d’un moulinet de pêche actuel, ainsi le fil est
bien réparti.
entrée
Translation alternative
Rotation
Rotation dans un seul sens.
sortie
Les formes importantes de ce mécanisme sont entourées :
 La forme carrée dans le tube pour
 Le système de vis et roue* dentée pour
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Ce mécanisme lui est d’une complexité
accrue, il fait en effet partie des
mécanismes des plus remarquables.
levier
1
2
1
2
Sans entrer dans les détails, ce
mécanisme fait appel à deux systèmes
identiques aux roues arrières de vélo.
L’axe de sortie, en tournant, permet de
lever le poids.
En fonction du sens de déplacement du
levier c’est soit la roue 1 qui entraîne
l’axe de sortie soit la roue 2.
Le poids est donc toujours soulevé
quelque soit le sens de déplacement du
levier.
Axe de
sortie
poids
Léonard de Vinci a dessiné le
mécanisme en fonctionnement et le
mécanisme éclaté*.
 Colorier en rouge les deux cliquets visibles sur l’éclaté qui permettent à ce mécanisme de fonctionner.
Les mécanismes suivants montrent également les recherches
de Léonard de Vinci en matière de transformation de
mouvement.
La difficulté de lecture de ces mécanismes est en partie due au
dessin en 2 dimensions. Même si Léonard de Vinci dessinait
en perspective, il est nécessaire de maîtriser des connaissances
de mécanique pour comprendre ses mécanismes.
C’est pourquoi on se propose de modéliser en 3D un
mécanisme de transformation de mouvement grâce au
logiciel solidworks.
Lexique :
Engrenages :
Translation :
Alternative :
Mouvement de
déplacement
en ligne droite.
Dans un sens
puis dans
l’autre.
Rotation :
Mouvement
autour d’un
axe ou d’un
point.
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Roue et vis :
Éclaté :
Dessin d’un
mécanisme
démonté.
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Activité :
Sur les dessins suivants apparaissent deux systèmes assez proches. Il s’agît dans les deux cas de
transformer un mouvement de rotation en mouvement de translation alternatif.
 Le dessin n°1 ne présente pas de difficulté particulière.
 Le dessin n°2 est plus compliqué car il demande au lecteur une interprétation de certaines formes que le
dessin ne fournit pas. Cependant lorsque cette maquette sera modélisée sous solidworks les formes
manquantes se déduiront d’elles-mêmes.
Mouvement d’entrée :
ROTATION CONTINUE
Niveau facile
Mouvement de sortie :
TRANSLATION
ALTERNATIVE
Dessin n°1
Niveau expert
Dessin n°2
 Travaux à mener :
Sur un des deux mécanismes au choix réaliser :
1. Un assemblage solidworks afin de voir fonctionner le dessin choisi de Léonard de Vinci.
2. Un compte rendu de cette activité.
Pour réaliser l’assemblage solidworks il faut d’abord réaliser chacune de ses pièces et les assembler grâce
aux contraintes (voir projet stepper). Toutes les pièces et le fichier assemblage seront dans un seul dossier
nommé « projet vinci ».
Le compte rendu contiendra :
a. Une introduction à propos de Léonard de Vinci et ses inventions.
b. Le dessin original et la capture d’écran de la maquette solidworks réalisée l’un à coté de l’autre.
c. Les explications du fonctionnement du mécanisme choisi.
d. Des exemples d’appareils ou mécanismes d’aujourd’hui qui fonctionnent comme le mécanisme choisi
ou grâce à ce principe.
Pour aller plus loin : une vidéo sera produite du mécanisme en plein mouvement. (utiliser camstudio)
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comment réaliser les systèmes inventés par léonard de vinci