1. Terminale STI GE C12 : Les Transformateurs de Mouvements
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LES TRANSFORMATEURS DE MOUVEMENTS
I. Analyse fonctionnelle :
I-1. Diagramme des intéracteurs : Mise en évidence de la fonction principale
I-2. Cahier des charges fonctionnel :
I-2-1. FAST de description : Mise en évidence des fonctions techniques.
I-2-2. Définition des fonctions et critères :
Fonctions Critères
FP1
1. Conjuguer deux mouvements :
2. Transmettre les efforts :
1. Précision du déplacement (jeux, rigidité, défauts).
2. Stabilité du positionnement (arrêt et maintien en position).
3. Vitesse (maxi/échauffement).
4. Réversibilité/irréversibilité.
5. Course.
6. Encombrement.
Actions mécaniques à transmettre par la liaison :
• Charge statique
• {τ1→2}=
FC1
Résister au milieu ambiant :
1. Condition de fonctionnement.
2. Coût.
3. Encombrement.
Milieu ambiant
Structure du
transformateur
FP1
FC1
Solide S1
Solide S2
FP1 : Transformer le mouvement de rotation de S1 en mouvement de translation de S2.
FC1 : Résister au milieu ambiant.
Solutions
technologiques
Liaison glissière
FP1
Transformer le mouvement de
rotation de S1 en mouvement de
translation de S2.
FT1
Mettre en relation le mouvement
de rotation avec le mouvement
de translation.
FT4
Transmettre les actions
mécaniques.
FT3
Permettre le mouvement de
translation du solide 2.
FT2
Permettre le mouvement de
rotation du solide 1.
Liaison pivot
S11, S12, S13
S11 : Système bielle-manivelle
S12 : Système pignon-crémaillère
S13 : Système vis-écrou

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II. Système Bielle-manivelle :
II-1. Mise en évidence du système bielle-manivelle :
COMPRESSEUR :
Identifier la pièce solution technologique S5 réalisant la fonction technique FT24, compléter le FAST relatif à
FP1 du compresseur.
II-2. SADT A-0 associé au système bielle-manivelle :
II-3. Fonctionnement et schéma cinématique :
Positions successives du système bielle-manivelle en fonctionnement
Transformer un
mouvement de rotation
en mouvement de
translation
Mouvement et énergie
mécanique de rotation
Mouvement et énergie
mécanique de translation
Système bielle-manivelle
( )
A-0
Bielle 6
Liaison
Pivot
Liaison
Pivot
glissant

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II-4. Paramètres cinématiques et géométriques :
Géométrie :
La figure ci-contre met en évidence des éléments
géométriques à prendre en compte pour mettre en
relation la trajectoire du pied de bielle (mouvement de
translation rectiligne alternatif) avec celle de la tête de
bielle (mouvement de rotation autour d'un axe) :
• l'excentration de la tête de bielle ; (OT)
• la longueur l de la bielle. (TP)
Cinématique :
Le mouvement de rotation de la manivelle s'effectue à
vitesse constante, donc à partir de la courbe des
espaces, on peut retrouver la vitesse et l'accélération du
pied de bielle en fonction du temps.
Ce système est réversible.
III. Système Pignon-crémaillère :
III-1. Mise en évidence du système pignon-crémaillère :
VERIN PNEUMATIQUE :
Schéma cinématique
associé à la fonction FT2 :
(avec vocabulaire associé)
Bien qu’il ne soit pas d’usage
d’indiquer le nom des
solutions constructives sur un
schéma cinématique,
quelques indications ont été
portées sur le schéma ci-
contre afin de faciliter la
compréhension des termes
utilisés dans la présentation
des trajectoires.

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Identifier la solution technologique S3 réalisant la fonction technique FT22, compléter le FAST relatif à FP1 du
vérin pneumatique.
III-2. SADT A-0 associé au système pignon-crémaillère :
III-3. Schéma cinématique :
III-4. Analyse du mode de fonctionnement :
Les éléments géométriques à prendre en compte sont :
• le cercle primitif de diamètre Dp (pignon) (rayon : Rp) ;
• la ligne de référence (crémaillère).
L'engrènement entre les dents de la crémaillère et les dents du pignon permet d'assurer le roulement sans
glissement en I entre le cercle primitif du pignon et la ligne de référence de la crémaillère.
Contact entre dents
du piston
crémaillère et
pignon arbré
Transformer un
mouvement de translation
en mouvement de
rotation
Mouvement et énergie
mécanique de translation
Mouvement et énergie
mécanique de rotation
Système pignon-crémaillère
( )
A-0
Schéma cinématique associé à la fonction FT2 Engrènement pignon-crémaillère
V(I, crémaillère/corps) = ωωωω(pignon/corps) x RpD’où : ou encore :
V(I, crémaillère/corps)
ωωωω(pignon/corps) =
Rp
Liaison
Pivot
Liaison
Glissière

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Chaîne cinématique de transmission de puissance :
IV. Système Vis-écrou :
IV-1. Mise en évidence du système vis-écrou :
VERIN ELECTROMECANIQUE D’ANTENNE SATELLITE :
Identifier la solution technologique S5 réalisant la fonction technique FT24, compléter le FAST relatif à FP1 du
vérin électromécanique d’antenne satellite.
Transmission par
pignon-crémaillère
Cp, ωωωωp Vc, Fc
Liaison glissière
hélicoïdale entre
la vis et l’écrou

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IV-2. SADT A-0 associé au système vis-écrou :
IV-3. Analyse de la fonction technique FT24 :
Les réalisations technologiques de la fonction FT24 se décomposent en deux catégories :
1. Les solutions avec contact direct de la vis et de l'écrou ;
2. Les solutions avec interposition d'éléments roulants
Réalisations technologiques :
IV-4. Schéma cinématique :
Schéma cinématique associé à la fonction FT24 :
Le mouvement de rotation de l'écrou 2 étant bloqué par la liaison glissière, le mouvement de translation de ce
dernier est obtenu par rotation de la vis 1.
FT24
Mettre en relation le mouvement de rotation
et le mouvement de translation
Critères de choix :
• Pertes importantes
(70%) ;
• Pour utilisation peu
fréquente ;
• Faible vitesse ;
• Usure ⇒ jeu ;
• Possibilité de
réversibilité ;
• Coût peu élevé.
Critères de choix :
• Vis à haut rendement
(η=95%) ;
• Durée de vie élevée ;
• Vitesse linéaire élevée ;
• Jeu axial annulé par
précontrainte ;
• Forte capacité de charge.
Critères de choix :
• Vis à haut rendement
(η=95%) ;
• Durée de vie élevée ;
• Vitesse linéaire élevée ;
• Jeu axial annulé par
précontrainte ;
• Très forte capacité de
charge ;
• Rigidité élevée.
Transformer un
mouvement de rotation
en mouvement de
translation
Mouvement et énergie
mécanique de rotation
Mouvement et énergie
mécanique de translation
Système vis-écrou
( )
A-0

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IV-5. Etude cinématique et géométrique :
Réversibilité / irréversibilité :
La fonction "transformer le mouvement" ne peut être réalisée par le système vis-écrou que si les flancs des filets
de la vis peuvent glisser sur les flancs de filets de l'écrou. Pour cela, la pente de l'hélice doit respecter les
conditions établies dans le tableau ci-dessous :
IV-6. Application :
Justification du choix du système vis-écrou à bille pour le vérin électromécanique.
IV-6-1. Extrait du cahier des charges fonctionnel :
• Vitesse linéaire du vérin élevée : 93 m/s ;
• Effort axial à développer important : 1100 N ;
• Minimiser les coûts.
IV-6-2 : Choix et justification :
Expliquer le choix réalisé en justifiant vos réponses.
Loi géométrique :
Pour un tour de vis, l'écrou se déplace de la valeur du
pas p.
Loi cinématique :
V = N x p
avec :
• V : vitesse de déplacement en m/min ;
• N : vitesse de rotation en tr/min ;
• p : pas en m.
Le pas du filetage p = papparent × nombre de filets de
la vis