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Programme(s) : 7684

Profils(s) : Tous profils

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Vladimir Brailovski

PLAN DE COURS

Été 2019
MEC528 : Éléments de machine (3 crédits)

Préalables

Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8

Qualités de l'ingénieur

Q10

Q11

Q12

Qualité visée dans ce cours

Qualité visée dans un autre cours

Indicateur enseigné

Indicateur évalué

Indicateur enseigné et évalué

Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiant aura analysé et conçu les éléments principaux de machines. Il aura aussi conçu un système mécanique simple.

À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

-de sélectionner, d’analyser et de dimensionner des éléments de machines en fonction d’une application donnée;

-d’intégrer des éléments de machines à la conception détaillée d’un mécanisme.
Les notions acquises dans ce cours seront utilisées pour réaliser un projet de conception complexe en équipe et de façon conjointe avec le cours MEC592 (concomitant).

Facteur de sécurité, concentration de contraintes. Théories de limitations en statique et en fatigue. Transmissions par engrenages, courroies et chaînes. Arbres, clavettes et accouplements. Roulements. Lubrification et paliers lisses. Freins et embrayages. Vis de transmission. Boulons et joints boulonnés. Ressorts hélicoïdaux et à lames.

Séances de laboratoire portant sur l'analyse des contraintes d'éléments de machines par la méthode des éléments finis.

Note sur le préalable MEC592 : le cours MEC592 Projet de conception de machines (4 cr.) est un cours associé, et doit donc être suivi en même temps que MEC528.

Objectifs du cours

À la fin du cours, l’étudiant pourra, avec l’aide de ses notes de cours, volumes de référence et documentation complémentaire (normes, catalogues, etc.) :

Faire l’analyse de défaillance des pièces soumises à des charges statiques et variables.
Faire l’analyse d’un système mécanique de transmission de puissance existant en vue d’établir ses capacités, ses points faibles et, s’il y a lieu, les causes probables de bris.
Calculer, dimensionner et choisir correctement des éléments de transmission de puissance et de composants mécaniques tels que courroies, chaînes, engrenages, roulements, freins et embrayages qui sont d’un emploi courant dans les machines.
Utiliser les logiciels ANSYS, CATIA et INSPIRE pour la modélisation, la conception, l’analyse et l’optimisation des éléments de machines.

Stratégies pédagogiques

Cours magistral accompagné d’exemples d’application.
Une séance de laboratoire portant sur la détermination des facteurs de concentration de contraintes d’une pièce mécanique par la méthode des éléments finis (ANSYS).
Une séance de laboratoire et un devoir portant sur l’optimisation topologique et l’analyse d’une pièce mécanique (INSPIRE, ANSYS et CATIA).
Séances de travaux pratiques dirigés.

Utilisation d’appareils électroniques

Non spécifié.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Lundi	13:30 - 17:00	Activité de cours
	Jeudi	15:30 - 17:30	Travaux pratiques et laboratoire
02	Mardi	13:30 - 17:00	Activité de cours
	Vendredi	08:30 - 10:30	Travaux pratiques et laboratoire
03	Mardi	18:00 - 20:00	Travaux pratiques et laboratoire
	Mercredi	18:00 - 21:30	Activité de cours

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Pierre-Luc Vachon	Activité de cours	cc-Pierre-Luc.Vachon@etsmtl.ca	B-2519
02	Pierre-Luc Vachon	Activité de cours	cc-Pierre-Luc.Vachon@etsmtl.ca	B-2519
03	Mojtaba Eskandarian	Activité de cours	meskanda@gmail.com

Cours

Date	Contenus traités dans le cours	Heures
1	Introduction et révision des notions de base en résistance des matériaux.	3
2	Concentration de contraintes et calculs statiques.	3
3	Critères de rupture par fatigue et calcul des pièces soumises à des charges variables.	3
4	Principes de choix des matériaux et optimisation structurale	3
5	Engrenages - 1: géométrie, étude cinématique et définitions.	3
6	Engrenages - 2: Analyse des forces dans les engrenages cylindriques droits et hélicoïdaux, matériaux et calcul par la méthode AGMA.	3
7	Transmission par courroies et chaînes: caractéristiques générales, conditions de transmission, construction et matériaux, contraintes, dimensions normalisées et choix de transmission.	3
8	Arbres de transmission : contraintes, matériaux et construction, normes de conception et dimensions normalisées, montages. Roulements : caractéristiques générales, types, charges admissibles et durée de vie, sélection et montage.	3
9	Frottement et lubrification : types de lubrifiants, régimes de lubrification.	3
10	Freins et embrayages : analyse des forces, matériaux de garniture et dissipation d’énergie.	3
11	Vis de transmission et assemblages boulonnés : profils et dimensions normalisées; contraintes induites, joints métal à métal, calcul pour charges statiques et en fatigue, joints d'étanchéité.	3
12	Ressorts : types, contraintes induites, construction et types d'extrémités de ressorts hélicoïdaux, matériaux, spécifications, charges statiques et en fatigue.	3
13	Révision	3
	Total	39

Laboratoires et travaux pratiques

Le contenu et les calendriers des travaux pratiques (TP) et des laboratoires sont présentés dans la partie "Autres".

Utilisation d'outils d'ingénierie

ANSYS (Laboratoire 1)
INSPIRE, ANSYS et CATIA (Laboratoire 2)

Évaluation

Activité	Description	%	Date de remise
Laboratoires	1. Une séance de laboratoire portant sur la détermination des facteurs de concentration de contraintes d’une pièce mécanique par la méthode des éléments finis (ANSYS).	7	À déterminer
Laboratoires	2. Une séance de laboratoire portant sur l’optimisation topologique d’une pièce mécanique (INSPIRE), suivie d’une analyse par éléments finis et d’un travail de conception (ANSYS et/ou CATIA).	13
Intra	Contrôle 1	25	30 mai (01) 31 mai (02) 4 juin (03)
Intra	Contrôle 2	25	27 juin (01) 28 juin (02) 2 juillet (03)
Final	Examen final	30	À déterminer
Clause particulière. Une note de 50 % ou plus dans les examens est nécessaire pour passer le cours.

Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux

Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

5 % de réduction de note pour chaque jour de retard.

Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Documentation obligatoire

Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett « Shigley’s Mechanical Engineering Design », 10 ^th Ed., McGraw Hill, 2015.
V. Brailovski « MEC528 Éléments de machines – Recueil des diapositives », 2018.

Ouvrages de références

R. L. Norton ”Machine Design : an integrated approach”, 3^rd Ed., Prentice Hall, 2006 (référence facultative)
J. A. Collins, H. Busby, G. Straab “Mechanical Design of Machine Elements and Machines” J. Wiley, 2^nd Ed., 2010 (référence facultative)
G. Drouin, M. Gou, P. Thiry et R. Vinet, « Éléments de machines », Éditions de l'École Polytechnique, 1982-86.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/

Autres informations

*Calendrier universitaire MEC528-01: Été 2019*
	Cours : Lundi, 13h30 – 17h00	TP/Labo : Jeudi, 15h30 – 17h30
Semaine	Local A-3336	Local B-3414 (TP) et A-1214 (Labo)
1	29 avril Cours 1: Introduction et révision des notions de base en résistance des matériaux	2 mai Pas de TP ni de laboratoire
2	6 mai Cours 2: Concentration de contraintes et calculs statiques	9 mai TP1: Statique et concentration de contraintes
3	13 mai Cours 3: Critères de rupture par fatigue	16 mai TP2: Fatigue
4	21 mai Cours 4: Principes de choix des matériaux et optimisation structurale	23 mai Laboratoire 1 : CC et statique
5	27 mai Cours 5: Engrenages - 1	30 mai Intra 1
6	3 juin Cours 6: Engrenages - 2	6 juin TP 5 : Engrenages
7	10 juin Cours 7: Transmission par courroies et chaînes	13 juin TP 6: Courroies et Chaînes
8	17 juin Cours 8 : Arbres de transmission / Roulements	20 juin Laboratoire 2: Optimisation topologique
9	26 juin Cours 9 : Freins et embrayages	27 juin Intra 2
10	1^er juillet Congé férié	4 juillet TP 9 : Arbres et roulements
11	8 juillet Cours 10 : Frottement et lubrification	11 juillet TP 10 : Freins et embrayages, frottement et lubrification
12	15 juillet Cours 11 : Vis de transmission et assemblages boulonnés	18 juillet TP 11 : Vis et assemblages boulonnés
13	22 juillet Cours 12 : Ressorts	25 juillet TP 12 : Ressorts
14	29 juillet Cours 13 : Révision

Calendrier universitaire MEC528-02: Été 2019

Cours : Mardi, 13h30 – 17h00

TP/Labo : Vendredi, 8h30 – 10h30

Semaine

Local B-3422

Local B-4416 (TP) et A-1214 (Labo)

30 avril

Cours 1: Introduction et révision des notions de base en résistance des matériaux

3 mai

Pas de TP ni de laboratoire

7 mai

Cours 2: Concentration de contraintes et calculs statiques

10 mai

TP1: Statique et concentration de contraintes

14 mai

Cours 3: Critères de rupture par fatigue

17 mai

TP2: Fatigue

21 mai

Horaire Lundi

Cours 4: Principes de choix des matériaux et optimisation structurale

24 mai

Laboratoire 1 : CC et statique

28 mai

Cours 5: Engrenages - 1

31 mai

Intra 1

4 juin

Cours 6: Engrenages - 2

7 juin

TP 5 : Engrenages

11 juin

Cours 7: Transmission par courroies et chaînes

14 juin

TP 6: Courroies et Chaînes

18 juin

Cours 8 : Arbres de transmission / Roulements

21 juin

Laboratoire 2: Optimisation topologique

25 juin

Cours 9 : Freins et embrayages

28 juin

Intra 2

2 juillet

Congé férié

5 juillet

TP 9 : Arbres et roulements

9 juillet

Cours 10 : Frottement et lubrification

12 juillet

TP 10 : Freins et embrayages, frottement et lubrification

16 juillet

Cours 11 : Vis de transmission et assemblages boulonnés

19 juillet

TP 11 : Vis et assemblages boulonnés

23 juillet

Cours 12 : Ressorts

26 juillet

TP 12 : Ressorts

30 juillet

Cours 13 : Révision

Calendrier universitaire MEC528-03: Été 2019

TP/Labo : Mardi, 18h00 – 20h00

Cours : Mercredi, 18h00 – 21h30

Semaine

Local B-3422 (TP) et A-1214 (Labo)

Local B-3418

30 avril

Pas de TP ni de laboratoire

1 mai

Cours 1: Introduction et révision des notions de base en résistance des matériaux

7 mai

TP1: Statique et concentration de contraintes

8 mai

Cours 2: Concentration de contraintes et calculs statiques

14 mai

Laboratoire 1 : CC et statiques

15 mai

Cours 3: Principes de choix des matériaux et optimisation structurale

21 mai

Pas de TP et ni de laboratoire

22 mai

Cours 4: Critères de rupture par fatigue

28 mai

TP2: Fatigue

29 mai

Cours 5: Transmission par courroies et chaînes

4 juin

Intra 1

5 juin

Cours 6: Engrenages - 1

11 juin

TP 3: Courroies et Chaînes

12 juin

Cours 7: Engrenages – 2

18 juin

Laboratoire 2: Optimisation topologique

19 juin

Cours 8: Arbres de transmission / Roulements

25 juin

TP 4: Engrenages

26 juin

Pas de cours – Horaire du lundi

2 juillet

Intra 2

3 juillet

Cours 9: Frottement et lubrification

9 juillet

TP 5: Arbres et roulements

10 juillet

Cours 10: Freins et embrayages

16 juillet

TP 6: Freins et embrayages, frottement et lubrification

17 juillet

Cours 11: Vis de transmission et assemblages boulonnés

23 juillet

TP 7: Vis et assemblages boulonnés

24 juillet

Cours 12: Ressorts

30 juillet

TP 8: Ressorts

31 juillet

Cours 13: Révision