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Stage ingénieur

Stagiaire : Pierre CERESA. Tuteurs : D. Carlos GARCIA MASIA (UPCT) M. Pascal HERNANDEZ (ESIA). Stage ingénieur. Année : 2004-2005. 1/33. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite ». 2/33. Sommaire.

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Presentation Transcript

  1. Stagiaire : Pierre CERESA Tuteurs : D. Carlos GARCIA MASIA (UPCT) M. Pascal HERNANDEZ (ESIA) Stage ingénieur Année : 2004-2005 1/33

  2. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 2/33

  3. Sommaire 1- Le Laboratoire 2- Le Projet d’étude 3- Mon étude 4- Mon rôle au sein du laboratoire 5- Conclusions 3/33

  4. 1- Le Laboratoire Laboratoire du département d’ingénierie mécanique (UPCT - ETSII) Équipe permanente de 17 personnes Ses différents services : - Secrétariat - Centre d’investigation - Atelier d’usinage - Salles de TP 4/33

  5. 1- Le Laboratoire Déjà 11 années d’études sur les transmissions d’engrenage Financement des projets d’études : - Proyectos de I+D. Convocatorias Públicas (Programas Nacionales ) - Proyectos de I+D. Convocatorias Públicas (Programas Regionales ) Exemples de projets : - Simulation cinématique et dynamique des transmissions d’engrenages (3 ans - Nov. 2004 à Déc. 2007) - Analyse du contact entre les dents d’engrenages (4 ans - Jan. 2000 à Déc. 2003) - Développement d’un modèle de comportement dynamique d’engrenages cylindriques (1 an - Nov. 1996 à Nov. 1997) 5/33

  6. 1- Le Laboratoire 2- Le Projet d’étude 3- Mon étude 4- Mon rôle au sein du laboratoire 5- Conclusions Sommaire 6/33

  7. 2- Le Projet d’étude « Simulation cinématique et dynamique des transmissions d’engrenage » Simulación cinemática y dinámica de transmisiones por engranajes • Proyectos de I+D. Convocatorias Públicas • Programas Nacionales • Durée : de Nov. 04 à Déc. 07 7/33

  8. 2- Le Projet d’étude Objectifs : • Développer de nouvelles techniques d’obtention de la superficie des dents des engrenages avec un contact amélioré • Localisation du contact et définition de la fonction d’erreurs de transmission parabolique continue • Erreurs de fabrication, de montage et de déformation dues aux charges 8/33

  9. 1- Le Laboratoire 2- Le Projet d’étude 3- Mon étude 4- Mon rôle au sein du laboratoire 5- Conclusions Sommaire 9/33

  10. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3- Mon étude I- Définition des objectifs II- Calculs de structure III- Analyse de l’arbre de transmission IV- Résultats de l’étude 10/33

  11. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-I Définition des objectifs Données techniques : • Moteur : • Puissance  4 ch. (2942 W) • Vitesse de rotation  1800 tr/min (188 rad/sec) • Engrenage : • Type d’engrenage  Cylindrique à denture droite • Relation de transmission  R = 2, soit Module  m = 5 • Nombre de dents du pignon  20 dents • Boîte de transmission : • Dimensions  360 x 360 x 160 [mm] • Matériel : • F-114 11/33

  12. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-I Définition des objectifs Méthodologie : • Analyse cinématique de la transmission d’engrenage (Cas particulier d’engrenage cylindrique à denture droite) • Modélisation d’un axe de transmission (Géométrie, étude statique et dynamique, éléments de construction, dimensionnement, utilisation des outils Solidworks et MotionWorks) • Analyse par la méthode des éléments finis (Utilisation des outils Ansys et Designspace, analyse à la fatigue, analyse modale, analyse harmonique ) 12/33

  13. I- Définition des objectifs II- Calculs de structure III- Analyse de l’arbre de transmission IV- Résultats de l’étude « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3- Mon étude 13/33

  14. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-II Calculs de structure Analyse cinématique Dimension géométrique (m, Z, d) Forme géométrique  développante de cercle Caractérisation du contact (linéale et fonction de transmission linéale) 14/33

  15. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-II Calculs de structure Analyse statique/dynamique Détermination des efforts de contact : • N Dimensionnement de l’arbre • R • T Modélisation des dents 15/33

  16. Ø d Ø D 130 100 130 360 « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-II Calculs de structure Analyse statique/dynamique Graphique d’efforts Validation des résultats grâce au logiciel de simulation : « MotionWorks » 16/33

  17. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-II Calculs de structure Analyse de fatigue Contraintes : Valeurs limites : 17/33

  18. Ø 10 Ø 14 Arbre 2 130 100 130 360 Ø 12 Ø 16 Arbre 1 130 100 130 360 « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-II Calculs de structure Analyse de fatigue 18/33

  19. I- Définition des objectifs II- Calculs de structure III- Analyse de l’arbre de transmission IV- Résultats de l’étude « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3- Mon étude 19/33

  20. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-III Analyse de l’arbre de transmission 1ère Analyse avec ANSYS • Résultats théoriques • Améliorer modélisation • Se rapprocher de la réalité 20/33

  21. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-III Analyse de l’arbre de transmission 1ère Analyse avec ANSYS Comparaison avec l’étude préliminaire : 21/33

  22. Arbre 1 (support du pignon) Contraintes Arbre 1 Coefficient de sécurité Arbre 1 « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-III Analyse de l’arbre de transmission 2ème Analyse Solidworks/Ansys Designspace 22/33

  23. Arbre 1 (support du pignon) 1er mode naturel - Flexion Arbre 1 7ème mode naturel - Torsion Arbre 1 « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-III Analyse de l’arbre de transmission 2ème Analyse Solidworks/Ansys Designspace 23/33

  24. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-III Analyse de l’arbre de transmission 2ème Analyse Solidworks/Ansys Designspace Étude dynamique : 24/33

  25. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-III Analyse de l’arbre de transmission 2ème Analyse Solidworks/Ansys Designspace Étude dynamique : 25/33

  26. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-III Analyse de l’arbre de transmission 2ème Analyse Solidworks/Ansys Designspace Étude vibratoire : Analyse modale Analyse harmonique 26/33

  27. I- Définition des objectifs II- Calculs de structure III- Analyse de l’arbre de transmission IV- Résultats de l’étude « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3- Mon étude 27/33

  28. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-IV Résultats de l’étude Importance de la rigidité de l’arbre de transmission Bilan de l’étude - Influence de l’arbre dans la transmission d’engrenage 28/33

  29. « Étude cinématique et dynamique d’un axe de transmission d’engrenage cylindrique à denture droite » 3-IV Résultats de l’étude • Remise en cause de l’hypothèse de calcul dans le cas de faible charge • Intégration des résultats dans le projet pour : - Localisation du contact - Fonction de l’erreur de transmission 29/33

  30. 1- Le Laboratoire 2- Le Projet d’étude 3- Mon étude 4- Mon rôle au sein du laboratoire 5- Conclusions Sommaire 30/33

  31. 4- Mon rôle au sein du laboratoire Au-delà de mon étude : • Formateur sur l’utilisation de logiciels (Ansys, Solidworks) • Réalisation de tutoriaux 31/33

  32. 1- Le Laboratoire 2- Le Projet d’étude 3- Mon étude 4- Mon rôle au sein du laboratoire 5- Conclusions Sommaire 32/33

  33. 5- Conclusions • Reconnaissance de mon travail  Publication • Expérience enrichissante  Diversité de mes activités • Importance de la « communication » 33/33

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