Machines et Mécanismes : Principes Fondamentaux et Types

Machines et Mécanismes : Principes Fondamentaux

Une machine est un dispositif capable de réduire l'effort requis pour effectuer une tâche. Les mécanismes sont des groupes d'éléments mécaniques, dont chacun remplit une tâche spécifique sur la machine.

Types de Machines

• Machines simples : Elles ont un pied.
• Machines composites : Elles sont composées de deux ou plusieurs machines.

Loi Fondamentale des Machines Simples

Dans une machine simple, le travail effectué par la force motrice est égal au travail effectué par la force de résistance.

Le Levier

Un levier est une machine simple constituée d'une barre rigide qui peut tourner autour d'un point d'appui.

• Puissance : Force à appliquer.
• Résistance : Poids que l'on souhaite déplacer.
• Bras de puissance : Distance entre le point d'appui et le point d'application de la puissance.
• Bras de résistance : Distance entre le point d'appui et le point d'application de la résistance.

La loi du levier stipule que le produit de la puissance par son bras est égal au produit de la résistance par son bras.

Types de Levier

• Premier genre : Le point d'appui est situé entre la puissance et la résistance.
• Deuxième genre : La résistance est située entre le point d'appui et la puissance.
• Troisième genre : La puissance est située entre le point d'appui et la résistance.

Le Plan Incliné

Un plan incliné est une machine simple, consistant en une surface plane formant un angle avec l'horizontale. Le produit de la puissance par la longueur de la pente est égal au produit de la résistance par la hauteur de l'avion.

La Vis

Une vis est une machine simple, consistant en un plan incliné enroulé uniformément et de manière constante sur une surface cylindrique. Si le cylindre est creux, on l'appelle un écrou. Le filetage propulseur est appelé la spirale, et le filetage intérieur est appelé écrou. Le filetage extérieur est appelé filet, et les surfaces latérales sont appelées flancs. La distance entre deux fonds consécutifs est le pas de vis.

Types de Filetage

• La section du profil du filet peut être triangulaire, carrée, trapézoïdale, en dents de scie ou ronde.
• Le sens de rotation de la vis pour la faire avancer peut être à droite ou à gauche.
• Nombre de filets : Une vis peut avoir un ou plusieurs filets, permettant une progression plus rapide.
• Le pas de vis est la distance entre deux filets consécutifs.

La Poulie

Une poulie est une machine simple, consistant en une roue qui tourne autour d'un axe, entraînée par un cordon ou une sangle. La poulie est utilisée pour transmettre la force ou le mouvement et peut être fixe ou mobile.

• Poulie mobile : Un dispositif composé de deux poulies, l'une fixée à un support et l'autre mobile avec la charge. La puissance est la force appliquée à l'extrémité et la résistance est le poids suspendu à la poulie mobile.

Le Système Axe et Roue

Une machine simple, consistant en un cylindre dont l'axe est placé sur deux supports, qui tourne une manivelle reliée à l'arbre. Le produit de la force motrice par la longueur du bras de la manivelle est égal au produit du poids à soulever par le rayon de l'axe.

Systèmes de Transmission du Mouvement

La transmission des systèmes de mouvement a pour but de faire parvenir le mouvement et la puissance du moteur aux éléments d'une machine.

Transmission par Roues de Friction

La transmission du mouvement par des roues de friction est réalisée en mettant en contact une roue entraînée par un moteur avec une autre roue, grâce à la force produite par la friction entre elles.

Poulies Entraînées par Courroie

Deux poulies sont positionnées sur un axe à une certaine distance et reliées par une sangle. Lorsque l'une des poulies tourne, elle entraîne l'autre.

Mécanisme à Poulies Multiples (Bloc de Poulies)

Système de transmission formé par un groupe de poulies ordonnées du plus grand au plus petit diamètre, montées sur un arbre, face à un autre groupe de poulies identiques inversées, positionnées sur un axe parallèle au premier.

La Chaîne

Ce système est réalisé par une paire de roues dentées, placées à une distance et reliées par une chaîne qui s'inscrit dans les dents des roues, de sorte que la roue motrice entraîne la roue menée. Les chaînes utilisées sont constituées d'éléments métalliques portant le même nom, enchaînés les uns aux autres. Il existe deux types de chaînes : à rouleaux et articulées.

• Chaîne à rouleaux : Formée par des maillons de tôle d'acier reliés par un cylindre en rotation.

Transmission par Engrenages

Un ensemble de deux pignons dont les dents s'emboîtent lorsque l'une tourne par rapport à l'autre. La roue de plus grand diamètre est appelée couronne, et celle de plus petit diamètre est appelée pignon. Les engrenages peuvent être internes ou externes.

• Engrenages internes : Les dents sont placées à l'intérieur d'un cylindre.
• Engrenages externes : Les dents sont situées à l'extérieur d'un cylindre.

Transmission Simple

Le mouvement est transmis directement entre deux axes.

Transmission Multiple

Plus de deux arbres sont exploités.

Cinématique

Un ensemble d'éléments qui transmettent la puissance et le mouvement du moteur à l'endroit où ils sont nécessaires.

Mécanismes

Un ensemble d'éléments capables de produire ou de transmettre un mouvement, de réaliser ou une fonction particulière.