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École de technologie supérieure Département de génie mécanique Responsable(s) de cours : Raynald Guilbault
PLAN DE COURS
Été 2015
MEC729 : Mécanismes et dynamique des machines (3 crédits)
Préalables
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
Pour tous les étudiants
MEC222
Qualités de l'ingénieur
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Qn
Qualité visée dans
ce cours
Qn
Qualité visée dans un
autre cours
Compétence
enseignée
Compétence
évaluée
Compétence
enseignée et
évaluée
Page 1 de 7 Descriptif du cours
Analyser et concevoir des mécanismes en tenant compte des aspects cinématiques et dynamiques. À la fin de ce cours, l’étudiant ou l’étudiante sera en mesure : • d’analyser les caractéristiques cinématiques et cinétiques d’un mécanisme;
• de concevoir un mécanisme devant exécuter un mouvement donné ou transmettre une force;
• de choisir les modifications nécessaires pour obtenir une transmission optimale des efforts dans un
mécanisme;
• d’équilibrer un mécanisme. Introduction à la synthèse et à l'analyse des mécanismes et des machines. Applications de la cinématique
et de la dynamique à la synthèse et à l'analyse des mécanismes, des cames, engrenages et moteurs, étude
du balancement de machines. Étude des mécanismes, cinématique des membrures, étude des cames, étude
des engrenages et des trains d'engrenage, synthèse des mécanismes, dynamique des machines, calcul des
forces dynamiques, équilibrage des machines tournantes, dynamique des moteurs.
Objectifs du cours
Fournir à l’étudiant les connaissances nécessaires à l’analyse de la cinématique des mécanismes à
membrures, des cames, des engrenages et des moteurs.
Fournir à l’étudiant les notions de base de la synthèse des mécanismes à membrures.
Donner à l’étudiant les méthodes de détermination des forces dans chaque membrure.
Donner à l’étudiant les techniques d’équilibrage des mécanismes.
À la fin du cours, l’étudiant devrait être capable :
d’analyser les caractéristiques cinématiques et cinétiques d’un mécanisme;
de faire la conception d’un mécanisme qui doit exécuter un mouvement donné ou transmettre une
force;
de suggérer les modifications pour obtenir une transmission optimale des efforts;
d’équilibrer théoriquement un mécanisme.
Stratégies pédagogiques
Trois (3) heures de cours magistral par semaine;
Deux (2) heures de travaux pratiques par semaine;
Un (1) projet en équipe de quatre (4) étudiants.
Utilisation d’appareils électroniques
N/A
Page 2 de 7 Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom
Raynald
01
Guilbault
Activité
Courriel
Local
Disponibilité
Activité de cours Raynald.Guilbault@etsmtl.ca A­2900
Cours
Période
1
Activités
Cours 1 : Définitions de la cinématique, positions extrêmes et
angle de transmission des mécanismes
1. Degrés de liberté, types de mouvement, définition des joints,
condition de Grashof, transformatons de mouvement.
2. Définition des générations de fonction, de parcours et de
mouvement. Étude des positions extêmes, limites et point mort des
mécanismes à quatre membrures et des systèmes bielle­amnivelle.
2
3
4
5
6
7
8
Cours 2 : Synthèse graphique des mécanismes
Synthèse des mécanismes à quatre membrures, bielle­manivelle et
bielle­manivelle inversée avec deux positions connues, et
définition des pôles. Synthèse de mécanismes avec trois positions
connues et synthèse de mécanismes à retour rapide.
Cours 3 : Analyse des positions, vitesses et accélérations
Analyse par la méthode de la position complexe. Applications
aux mécanismes à quatre membrures, aux systèmes bielle­
manivelle et bielle­manivelle inversée. Calcul des positions,
vitesses et accélérations de n’importe quel point d’un mécanisme. Définition des centres instantanés de rotation et applications.
Cours 4 : Synthèse analytique des mécanismes
Rapport de vitesses angulaires, avantage mécanique, points de
précision, génération de mouvement à deux, trois, quatre et cinq
positions, génération de parcours et de fonction.
Cours 5 : Les cames ­ Partie I
Conception graphique, types de came, types de mouvement,
courbes trigonométriques (harmoniques et cycloïdes), courbes
paraboliques et cubiques.
Cours 6 : Les cames ­ Partie II
Cames polydines, synthèse d’une came, rayon de galet, angle de
pression, rayons de la came, longueur de plateau, mouvements
composés.
Cours 7 : Analyse dynamique des forces
Méthode de Newton, systèmes à trois et quatre membrures, bielle­
manivelle et bielle­manivelle inversée. Méthode du travail virtuel,
calcul des couples dynamiques, conception des roues d’inertie.
Cours 8 : Équilibrage dynamique des rotors et mécanismes
Méthodes graphique et analytique, équilibrage des forces et des
moments, équilibrage statique d’un mécanisme à quatre
membrures.
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10
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13
Cours 9 : Dynamique des moteurs
Étude du fonctionnement et du design d’un moteur (cycles de
combustion). Cinématique du système bielle­manivelle­piston. Force et couple produits par la pression des gaz. Masses
équivalentes, volant d’inertie. Balancement d’un moteur à cylindre
unique.
Cours 10 : Dynamique des moteurs multicylindres
Étude du fonctionnement et du design d’un moteur (cycles de
combustion et d’allumage). Moteurs à configuration en ligne ou en
V. Balancement d’un moteur multicylindre.
Cours 11 : Les engrenages cylindriques
Roues de friction, conditions d’engrènement, engrenages
cylindriques droits, développante de cercle, paramètres de
définitions. Conception des engrenages, taillage des dentures
normalisées, corrections des dentures, interférence de taillage et de
fonctionnement.
Cours 12 : Les trains d’engrenages
Trains simples, trains composés, synthèse des trains composés,
trains planétaires ou trains épicycloïdaux.
Cours 13 : Les engrenages concourants et gauches
Conception, taillage, roues coniques, hypoïdes et engrenages à vis
sans fin.
Laboratoires et travaux pratiques
Pour le laboratoire, voir le tableau de la section Évaluation.
Pour les TP, voir la section des Stratégies pédagogiques.
Utilisation d'outils d'ingénierie
N/A
Évaluation
Activités
Laboratoire
Devoir
Projet
Intra
Final
Description
Une séance de laboratoire (juillet) portant sur
l'équilibrage dynamique des rotors rigides (3 poijnts
ajoutés en prime à la note du projet).
Devoirs occasionnels (1 point par devoir ajouté en
prime à la note du projet
Projet de session en équipe de 4 étudiants
(présentation le 1er juin et remise le 29 juillet)
Deux contrôles (27 mai et 9 juillet), (20 % chacun)
Examen final
%
30
40
30
Page 4 de 7 Politique de retard des travaux
N/A
Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence
d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au
directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau
du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin,
décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0). • Pour SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence
auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau
du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin,
décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).
Plagiat et fraude
Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent
dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la
propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier !
http://www.etsmtl.ca/Etudiants­actuels/Baccalaureat/Guichet­interactif/Citer­pas­plagier
Documentation obligatoire
Norton, R.L. « Design of machinery », 3e edition, McGraw Hill, 2004.
Guilbault, R. « Mécanismes et dynamique des machines », Notes de cours, été 2003.
Ouvrages de références
Mabie, H.H. et Reinholtz, C. F. « Mechanisms and dynamics of machinery », 4e edition, John Wiley,
1987.
Adresse internet du site de cours et autres liens utiles
https://ena.etsmtl.ca
Autres informations
Page 5 de 7 Calendrier prévu – MEC729 Groupe 01
Cours : Lundi de 8h30 à 12h00
TP/Labo : Mercredi de 08h45 à 10h45, local : A­1214, A­2170
Lundi
Nombre
de
semaines
1.
27 avril
Début des
cours
MEC729­01
Cours 1
2.
4 mai
MEC729­01
Cours 2
3.
11mai
MEC729­01
Cours 3
4.
18 mai
Congé
Journée
des
Patriotes
5.
25 mai
MEC729­01
Cours 4
6.
Mardi
Mercredi
Jeudi
Vendredi
28 avril
29 avril
30 avril
1 mai
5 mai
6 mai
MEC729­01
TP 1
13 mai
MEC729­01
TP 2
20 mai
MEC729­01
TP 3
7 mai
8 mai
14 mai
15 mai
21 mai
22 mai
27 mai
28 mai
MEC729­01 TP 4
29 mai
12 mai
19 mai
26 mai
1 juin
2 juin
MEC727­01 Cours 5
Quiz #1
3 juin
4 juin
MEC729­01 TP 5
5 juin
Présentation
7.
8.
9.
10.
11.
projet
8 juin
MEC729­01
Cours 6
15 juin
MEC729­01
Cours 7
22 juin
MEC729­01
Cours 8
9 juin
10 juin
MEC729­01
TP 6
16 juin
17 juin
MEC729­01
TP 7
23 juin
24 juin
Horaire
Congé
mercredi
Fête
MEC729­ nationale
01
du Québec
TP 8
29 juin
30 juin
1 juillet
MEC729­01 Congé
Fête du
Cours 9
Canada
6 juillet
7 juillet
8 juillet
MEC729­01 MEC729­01
11 juin
12 juin
18 juin
19 juin
25 juin
26 juin
2 juillet
3 juillet
9 juillet
10 juillet
Page 6 de 7 Cours 10
12.
13.
14.
15.
TP 9
Quiz #2
13 juillet
14 juillet
15 juillet
16 juillet 17 juillet
MEC729­01 MEC729­01 Cours 11
TP 10
20 juillet
21 juillet
22 juillet
23 juillet 24 juillet
MEC729­01 MEC729­01 Cours 12
TP 11
27 juillet
28 juillet
29 juillet
30 juillet 31 juillet
MEC729­01 MEC729­01 Cours 13
TP 12
Remise
projet
Dernier
jour de
cours
Période d’examens finaux : 30 juillet au 8 août 2015
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