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boite vitesse .bac technique

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TRANSMISSION DE MOUVEMENT
BOITE DE VITESSE
4ème
Sciences
Techniques
Génie
Mécanique
 Manuel de cours pages 202-236 Manuel d’activités pages 155-187
I- FONCTION
 Appareils destinés à transmettre un mouvement de rotation avec modification de vitesse
II- SCHEMATISATION
III- ACTIVITES
Activité n° 1 : Boite à pignons baladeurs
BV
M
R
Nm
N1 … Nn
Le schéma cinématique ci-dessous représente une boite de
vitesse à pignons baladeurs. Elle est formée par :
- Un arbre d’entrée solidaire avec le pignon à griffes (1)
- Un arbre intermédiaire sur lequel les roues dentées
{2, 3, 4,5} sont encastrées
- Un arbre de sortie
- Deux pignons baladeurs (7) et (9), dont (7) porte des griffes,
en liaison glissière avec l’arbre de sortie
- Une roue intermédiaire (8)
- Le pignon baladeur (7) est commandé par la fourchette (10)
- Le pignon baladeur (9) est commandé par la fourchette (11)
10 11
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TRANSMISSION DE MOUVEMENT
BOITE DE VITESSE
4ème
Sciences
Techniques
Génie
Mécanique
Travail demande :
1- Compléter le schéma cinématique ci-dessus
2- Compléter le tableau ci-dessous en indiquant les processeurs associés aux diverses fonctions
Fonctions Processeurs
Guider en translation le pignon (7)
…………………………………………………..
…………………………………………………..
Guider en translation le pignon (9)
…………………………………………………..
…………………………………………………..
Transmettre le mouvement de
rotation de l’arbre d’entrée à
l’arbre intermédiaire
…………………………………………………..
…………………………………………………..
3- Compléter les diagrammes ci-dessous avec le repère des pièces intermédiaires transmettant le
mouvement de rotation de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie (Voir l’animation)
a- Sélectionner la 1ère
Vitesse
r1 = …………………
b- Sélectionner la 2ème
Vitesse
r2= …………………
c- Sélectionner la 3ème
Vitesse
r3= …………………
a- Sélectionner la marche arrière
r4= …………………
4- On désire déterminer les vitesses de rotation de l’arbre de sortie en fonction de la vitesse
sélectionner .On donne :
- La vitesse de rotation de l’arbre d’entrée Ne=1400 tr/mn.
- Z1 = 20 dents; Z2 = 50 dents; Z3 = Z9 = 46 dents; Z4 = Z7 = 38 dents; Z5 = Z8 = 18 dents
a- 1ère
Vitesse :
 …………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
1
1
1
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TRANSMISSION DE MOUVEMENT
BOITE DE VITESSE
4ème
Sciences
Techniques
Génie
Mécanique
b- 2ème
Vitesse :
 …………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
c- 3ème
Vitesse :
 …………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
d- Marche arrière :
 …………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
5- Le changement de vitesse peut-il s’effectuer en marche ? Justifier votre réponse
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
6- Identifier le moyen de lubrification des roues (1) et (9)
……………………………………………………………………………………………………………………
Activité N° 2 : Boite à baladeur à griffes (crabot)
Mise en situation
Principe de fonctionnement :
Cette boite de vitesse est un mécanisme
destiné à modifier, dans des conditions
données, le rapport entre la vitesse de
rotation du l’arbre d’entrée et celle du
l’arbre de sortie.
Elle est formée par :
- Un arbre d’entrée
- Un arbre de sortie
- Deux roues dentées (1) et (3), portant
des griffes, en liaison pivot avec l’arbre
d’entrée.
- Un crabot (2), portant des griffes, en
liaison glissière avec l’arbre d’entrée.
- Deux roues dentées (4) et (5) encastré
sur l’arbre de sortie.
La sélection des vitesses est obtenue en
déplaçant un baladeur à griffes appelé
« CRABOT ». Il est déplacé à l’aide d’une
fourchette actionnée par le système de
commande
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TRANSMISSION DE MOUVEMENT
BOITE DE VITESSE
4ème
Sciences
Techniques
Génie
Mécanique
Travail demandé :
1- compléter le schéma cinématique ci-dessous
2- Compléter les diagrammes ci-dessous avec le repère des pièces intermédiaires transmettant le
mouvement de rotation de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie (Voir l’animation)
a- Sélectionner la 1ère
Vitesse
r1 = …………………
b- Sélectionner la 2ème
Vitesse
r2 = …………………
2- Sélectionner la 2ème
vitesse, calculer la vitesse de rotation de l’arbre de sortie Ns
Sachant que : a3-5 = 90 mm ; m = 2 ; Z5 = 40 dents
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
3- compléter le tableau suivant en donnant les caractéristiques du pignon (5) et de la roue (3)
Engrenage Module m
Nombre
de dents Z
Saillie ha Creux hf
Hauteur
de dent h
Diamètre
de tête da
Diamètre
de pied df
Pignon (5)
Roue (3)
Arbre
d’entrée
Arbre
d’entrée
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TRANSMISSION DE MOUVEMENT
BOITE DE VITESSE
4ème
Sciences
Techniques
Génie
Mécanique
IV- LES SYNCHRONISEURS
1- Fonction :
Dispositif égalisant la vitesse de deux arbres « en marche » avant d’établir leur liaison par griffes
« crabotage »
2- Exemple : Etape initiale : Le baladeur (2) est au point mort (P0).
 Le cabotage s'effectue en deux temps :
1er
temps : (2) se déplace vers (1). (2) entraîne (30) par l’intermédiaire de la bille. Les surfaces
coniques entrent en contact. Il y a entraînement par adhérence : (1), (30) tournent à la même
vitesse.
2ème
temps : (2) poursuit sa translation vers (1). La bille s’enfonce : Le crabotage s’effectue.
1
2
1
2
1
2
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TRANSMISSION DE MOUVEMENT
BOITE DE VITESSE
4ème
Sciences
Techniques
Génie
Mécanique
Boite de vitesses manuelle
1-Présentation :
La figure ci-dessous représente une boite de vitesses à commande manuelle et un frein
accompagné de son levier. La sélection des vitesses s’effectue à l’aide de fourchettes
commandées par un levier de changement de vitesses.
a- Maquette :
b- Dessin en 3D du mécanisme de transmission de la boite (sans le carter, les accessoires
extérieurs et le frein)

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  • 1. Professeur : Mme AMARI Page 1/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique  Manuel de cours pages 202-236 Manuel d’activités pages 155-187 I- FONCTION  Appareils destinés à transmettre un mouvement de rotation avec modification de vitesse II- SCHEMATISATION III- ACTIVITES Activité n° 1 : Boite à pignons baladeurs BV M R Nm N1 … Nn Le schéma cinématique ci-dessous représente une boite de vitesse à pignons baladeurs. Elle est formée par : - Un arbre d’entrée solidaire avec le pignon à griffes (1) - Un arbre intermédiaire sur lequel les roues dentées {2, 3, 4,5} sont encastrées - Un arbre de sortie - Deux pignons baladeurs (7) et (9), dont (7) porte des griffes, en liaison glissière avec l’arbre de sortie - Une roue intermédiaire (8) - Le pignon baladeur (7) est commandé par la fourchette (10) - Le pignon baladeur (9) est commandé par la fourchette (11) 10 11
  • 2. Professeur : Mme AMARI Page 2/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique Travail demande : 1- Compléter le schéma cinématique ci-dessus 2- Compléter le tableau ci-dessous en indiquant les processeurs associés aux diverses fonctions Fonctions Processeurs Guider en translation le pignon (7) ………………………………………………….. ………………………………………………….. Guider en translation le pignon (9) ………………………………………………….. ………………………………………………….. Transmettre le mouvement de rotation de l’arbre d’entrée à l’arbre intermédiaire ………………………………………………….. ………………………………………………….. 3- Compléter les diagrammes ci-dessous avec le repère des pièces intermédiaires transmettant le mouvement de rotation de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie (Voir l’animation) a- Sélectionner la 1ère Vitesse r1 = ………………… b- Sélectionner la 2ème Vitesse r2= ………………… c- Sélectionner la 3ème Vitesse r3= ………………… a- Sélectionner la marche arrière r4= ………………… 4- On désire déterminer les vitesses de rotation de l’arbre de sortie en fonction de la vitesse sélectionner .On donne : - La vitesse de rotation de l’arbre d’entrée Ne=1400 tr/mn. - Z1 = 20 dents; Z2 = 50 dents; Z3 = Z9 = 46 dents; Z4 = Z7 = 38 dents; Z5 = Z8 = 18 dents a- 1ère Vitesse :  ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 1 1 1 1
  • 3. Professeur : Mme AMARI Page 3/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique b- 2ème Vitesse :  ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… c- 3ème Vitesse :  ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… d- Marche arrière :  ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 5- Le changement de vitesse peut-il s’effectuer en marche ? Justifier votre réponse …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 6- Identifier le moyen de lubrification des roues (1) et (9) …………………………………………………………………………………………………………………… Activité N° 2 : Boite à baladeur à griffes (crabot) Mise en situation Principe de fonctionnement : Cette boite de vitesse est un mécanisme destiné à modifier, dans des conditions données, le rapport entre la vitesse de rotation du l’arbre d’entrée et celle du l’arbre de sortie. Elle est formée par : - Un arbre d’entrée - Un arbre de sortie - Deux roues dentées (1) et (3), portant des griffes, en liaison pivot avec l’arbre d’entrée. - Un crabot (2), portant des griffes, en liaison glissière avec l’arbre d’entrée. - Deux roues dentées (4) et (5) encastré sur l’arbre de sortie. La sélection des vitesses est obtenue en déplaçant un baladeur à griffes appelé « CRABOT ». Il est déplacé à l’aide d’une fourchette actionnée par le système de commande
  • 4. Professeur : Mme AMARI Page 4/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique Travail demandé : 1- compléter le schéma cinématique ci-dessous 2- Compléter les diagrammes ci-dessous avec le repère des pièces intermédiaires transmettant le mouvement de rotation de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie (Voir l’animation) a- Sélectionner la 1ère Vitesse r1 = ………………… b- Sélectionner la 2ème Vitesse r2 = ………………… 2- Sélectionner la 2ème vitesse, calculer la vitesse de rotation de l’arbre de sortie Ns Sachant que : a3-5 = 90 mm ; m = 2 ; Z5 = 40 dents …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 3- compléter le tableau suivant en donnant les caractéristiques du pignon (5) et de la roue (3) Engrenage Module m Nombre de dents Z Saillie ha Creux hf Hauteur de dent h Diamètre de tête da Diamètre de pied df Pignon (5) Roue (3) Arbre d’entrée Arbre d’entrée
  • 5. Professeur : Mme AMARI Page 5/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique IV- LES SYNCHRONISEURS 1- Fonction : Dispositif égalisant la vitesse de deux arbres « en marche » avant d’établir leur liaison par griffes « crabotage » 2- Exemple : Etape initiale : Le baladeur (2) est au point mort (P0).  Le cabotage s'effectue en deux temps : 1er temps : (2) se déplace vers (1). (2) entraîne (30) par l’intermédiaire de la bille. Les surfaces coniques entrent en contact. Il y a entraînement par adhérence : (1), (30) tournent à la même vitesse. 2ème temps : (2) poursuit sa translation vers (1). La bille s’enfonce : Le crabotage s’effectue. 1 2 1 2 1 2
  • 6. Professeur : Mme AMARI Page 6/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique Boite de vitesses manuelle 1-Présentation : La figure ci-dessous représente une boite de vitesses à commande manuelle et un frein accompagné de son levier. La sélection des vitesses s’effectue à l’aide de fourchettes commandées par un levier de changement de vitesses. a- Maquette : b- Dessin en 3D du mécanisme de transmission de la boite (sans le carter, les accessoires extérieurs et le frein)
  • 7. Professeur : Mr BOUJNAH Mohamed Page 7/11
  • 8. Professeur : Mr BOUJNAH Mohamed Page 8/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique 25 1 Arbre intermédiaire 24 1 Fourchette PVC 23 1 Fourchette PVC 22 1 Fourchette PVC 21 2 Roulements à une rangé de billes à contact radial 20 1 Couvercle PMMA Plexiglas 19 1 Pignon Z =22 18 1 Pignon Z = 22 17 1 Roue dentée Z = 45 16 1 Pignon Z = 15 15 2 Roulements à une rangé de billes à contact radial 14 1 Roue dentée Z = 37 13 1 Pignon Z = 20 12 1 Roue dentée Z = 27 11 1 Roue dentée 10 4 Patte support PMMA Plexiglas 9 1 Carter PMMA Plexiglas 8 1 Pignon Z = 31 7 1 Roue dentée 6 2 Couvercle PMMA Plexiglas 5 1 Pignon Z = 26 4 1 Carter PMMA Plexiglas 3 1 Pignon Z = 20 2 1 Arbre de sortie 1 1 Arbre d’entrée Rp Nb Désignation Matière Observations.
  • 9. Professeur : Mr BOUJNAH Mohamed Page 9/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique c- La vue éclatée du mécanisme de la transmission de la boite de vitesses et les fourchettes. Chaque fourchette permet de sélectionner deux vitesses : (I : 1ère – MA : marche arrière ) , (II : 2ème – III : 3ème ), (IV : 4ème – V : 5ème ). Travail demandé : A partir de la maquette de la boite des vitesses, de sa vue éclatée et de son dessin d’ensemble : a- Manœuvrer le levier de changement de vitesses et identifier en fonction des différentes positions des fourchettes la vitesse de sortie correspondante : (1ère, 2ème, 3ème, 4ème ou 5ème).
  • 10. Professeur : Mr BOUJNAH Mohamed Page 10/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique b - Représenter avec des couleurs différentes les différents cheminements de la transmission des vitesses sur le schéma cinématique ci-dessous c- A partir de la maquette et son schéma cinématique, donner la chaine des roues et des pignons qui constituent chaque vitesse (bien préciser si la sortie est la 1ère, la 2ème , la 3ème , la 4ème, la 5ème vitesse ou la marche arrière). Indiquer le ou les repères des roues ou des pignons qui participent à la transmission des vitesses dans chaque cas en partant du pignon (3).
  • 11. Professeur : Mr BOUJNAH Mohamed Page 11/11 TRANSMISSION DE MOUVEMENT BOITE DE VITESSE 4ème Sciences Techniques Génie Mécanique d- En se référant à la nomenclature et le dessin d’ensemble, calculer les différents rapports de la B.d.V (remplir le tableau suivant). Les engrenages participant dans la combinaison de chaque vitesse Le rapport des vitesses dans chaque cas La vitesse correspondante est : (1ère , 2ème , 3ème 4ème , 5ème ou marche arrière)