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Conception de la toupie
Idées
Après avoir analysé ces documents ci-dessus, nous avons choisi les idées suivantes :
-utiliser des roulements à billes car ils sont facile à trouver et moins chère, mais aussi fiable.
-utiliser le système d’engrenages conique pour diriger la montée et la descente du porte outil.
-utiliser le système vis-écrou pour la guide glissière.
-utiliser une courroie plate pour la transmission de puissance.
Fonctionnement :
Pou pouvoir comprendre le fonctionnement ci-dessous, veuillez consulter les dessins ci-après qui montrent les éléments et l’ensemble du système (page 44)
La toupie fonctionne à l’aide de l’assemblage mécanique des éléments suivants :
-d’abords une manivelle liée à un des deux engrenages coniques montés perpendiculairement est manipulée manuellement, qui va faire tourner les deux engrenages.
-le second engrenage lié à la plaque porte glissière par l’intermédiaire d’un arbre fileté et d’un écrou solidaire de la plaque va faire tourner cet arbre fileté (vis), et obligatoirement l’écrou qui se trouve sur ce dernier va monter ou descendre selon le sens de la manivelle.
-cette plaque porte glissière est ensuite fixée au porte-outil, alors automatiquement elle va faire son mouvement de va ou vient (selon le sens de la manivelle choisi).
– le porte-outil est lié à l’une de ses extrémités par une poulie plate, lié directement par le moteur par l’intermédiaire d’une courroie plate. Et à son autre extrémité est monté l’outil, qui est fixé grâce à une vis de pression et favorise ainsi l’interchangeabilité de l’outil.
-Sur la table de la toupie est placée une guide. Une protection outil est démontable selon l’intensité du travail, car certain bois nécessite beaucoup de précision donc la protection-outil va différer l’opération.
-La vibration est amortie grâce à l’encastrement des pieds de la table sur un béton d’une certaine profondeur.
Hypothèses :
-Moteur électrique de puissance Pm=2CV, soit 1472 W (1CV=736W)
-Diamètre de la poulie motrice :D1=100 mm
-Vitesse de rotation de la poulie motrice N1=2400tr/mn
-Vitesse de rotation de la poulie réceptrice N2=3700 tr/mn
-Rendement palier-arbre (ηpa) =0.98
-Rendement poulie-courroie (ηpaCa)=0.95
-Rendement glissière : (ηd)=0.97
-Roulement à billes (Références : 6204 ,6208)
-Courroie plate
Dimensionnement au niveau des poulies-moteurs
Choix du moteur :
Le choix du moteur dépend de plusieurs facteurs, l’alimentation, la machine à inertie, le local, le service, intermittent périodiquement (démarrage rapide ou lent, arrêt par freinage ou libre,…) Nous avons choisi de faire fonctionner notre machine à l’aide d’un moteur asynchrone tripolaire de 2400tr/mn pour faire tourner notre outil à 3700 tr/mn (60 Hz).
Son avantage est qu’il est le plus répandu des moteurs. Par sa fabrication, son prix abordable, son utilisation commode, sa gamme de puissance étendue, il peut satisfaire à n’importe qu’elle demande. Mais, il présente quand même un inconvénient, c’est qu’il nécessite certaines procédés de démarrage agissant, soit sur la tension de l’alimentation, soit sur la résistance du rotor.
Calcul du diamètre de la poulie :
Rapport des vitesses :
Avec :
N1 : Vitesse de rotation de la poulie motrice
N2 : Vitesse de rotation de la poulie réceptrice
D1 : Diamètre de la poulie motrice
D2 : Diamètre de la poulie réceptrice
Données :
N1=2400 tr/mn N2=3700 tr /mn
D1=100 D2= ?
AN : D2=100×2400/3700 = 64.86
D2=65 mm
A cause des glissements de la courroie sur la poulie, une réduction et augmentation est nécessaire au niveau des poulies
*Pour la poulie motrice :(Réduction de 2à 3%)
Donc 100×2.7%=2.7 mm
d1=100 – 2.7=97.3 mm
*Pour la polie réceptrice : (Augmentation de 2 à 3%)
65×2.7%=1.75 mm
d2=65+1.75=66.75 mm
3.3 Calcul de la vitesse angulaire de rotation :
2400
N1=2400 tr/mn→ ω1= 60 . 2π=251.2 rd/s
N2=3700 tr/mn → ω2= 3700 .2π= 387.3 rd/s
3.4 Calcul des puissances
-P1=Pm: Puissance du moteur = puissance à l’arbre du moteur avec Pm=2CV
-Pu : Puissance utile : puissance nécessaire pour soulever la masse m du porte outil -Pertes :
p1 : pertes dues aux glissements entre courroie-poulie
p2 : Pertes aux paliers
Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES
1. Définition de la toupie
2. Les différents types de toupie
2.1 Machine toupie verticale
2.2. Machine toupie inclinable
2.3 Machine toupie horizontale portative
3. Les moulure
3.1. Classement des moulures selon leur profile
3.1.1. Moulures planes
3.1.2. Moulures courbes
3.1.3. Ornements
4. Les bois
4.1. Généralités
4.2. Classification et usinage du bois
4.3. Autres formes de bois
CHAPITRE II : CONCEPTION DE LA TOUPIE
1. Etude théorique à connaitre
1.1. Les roulements rigides à bille
1.1.1. Montage du roulement
1.1.2. Calcul des charges
1.2. Les engrenages
1.2.1. Classification des engrenages
1.2.2. Roue cylindrique
1.2.3. Roues coniques
1.2.4. Système roue et vis sans fin
2. Conception de la toupie
2.1. Idée
2.2. Fonctionnement
2.3. Hypothèses
3. Dimensionnement au niveau des poulies et moteur
3.1 Choix du moteur
3.2. Calcul des diamètres de la poulie réceptrice et motrice
3.3. Calcul de la vitesse angulaire de rotation
3.4. Calcul des puissances
3.5. La longueur théorique de la courroie
3.5.1. Calcul de l’entraxe (E)
3.5.2. Calcul de la largeur de la courroie
3.5.3 Rapport de transmission
4. dimensionnement au niveau de la glissière
4.1. Calcul de la force de torsion au niveau de l’engrenage
4.2. Calcul de la taille de la denture
5. Dimensionnement au niveau de l’arbre porte-outil
5.1. La contrainte admissible
5.2. Moment de torsion
5.3. Dimension de la clavette
5.4. Durée de vie du roulement
6. Choix et calcul des cadres et supports de la table
CHAPITRE III : REALISATION DE LA TOUPIE
1. Les pièces utilisées : dessin d’ensemble, dessins de sous-ensemble, dessins de définition, coupes
2. Analyse de fabrication
3. Coût total de fabrication
4. Présentation de la toupie réalisée
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
