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Responsable(s) Vladimir Brailovski

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Vladimir Brailovski


PLAN DE COURS

Été 2019
MEC528 : Éléments de machine (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC423    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 10,0 % 90,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  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.) :

  1. Faire l’analyse de défaillance des pièces soumises à des charges statiques et variables.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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 A-2112
02 Pierre-Luc Vachon Activité de cours cc-Pierre-Luc.Vachon@etsmtl.ca A-2112
03 Mojtaba Eskandarian Activité de cours cc-Mojtaba.Eskandarian@etsmtl.ca



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

 

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)

 

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).



Plagiat et fraude
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/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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”, 3rd Ed., Prentice Hall, 2006 (référence facultative)
  • J. A. Collins, H. Busby, G. Straab “Mechanical Design of Machine Elements and Machines” J. Wiley, 2nd 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

1er 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)
1

30 avril

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

3 mai

Pas de TP ni de laboratoire

2

7 mai

Cours 2: Concentration de contraintes et calculs statiques

10 mai

TP1: Statique et concentration de contraintes

3

14 mai

Cours 3: Critères de rupture par fatigue

17 mai

TP2: Fatigue

4

21 mai

Horaire Lundi

Cours 4: Principes de choix des matériaux et optimisation structurale

24 mai

Laboratoire 1 : CC et statique

5

28 mai

Cours 5: Engrenages - 1

31 mai

Intra 1

6

4 juin

Cours 6: Engrenages - 2

7 juin

TP 5 : Engrenages

7

11 juin

Cours 7: Transmission par courroies et chaînes

14 juin

TP 6: Courroies et Chaînes

8

18 juin

Cours 8 : Arbres de transmission / Roulements

21 juin

Laboratoire 2: Optimisation topologique

9

25 juin

Cours 9 : Freins et embrayages

28 juin

Intra 2

10

2 juillet

Congé férié

5 juillet

TP 9 : Arbres et roulements

11

9 juillet

Cours 10 : Frottement et lubrification

12 juillet

TP 10 : Freins et embrayages, frottement et lubrification

12

16 juillet

Cours 11 : Vis de transmission et assemblages boulonnés

19 juillet

TP 11 : Vis et assemblages boulonnés

13

23 juillet

Cours 12 : Ressorts

26 juillet

TP 12 : Ressorts

14

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
1

30 avril

Pas de TP ni de laboratoire

1 mai

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

2

7 mai

TP1: Statique et concentration de contraintes

8 mai

Cours 2: Concentration de contraintes et calculs statiques

3

14 mai

Laboratoire 1 : CC et statiques

15 mai

Cours 3: Principes de choix des matériaux et optimisation structurale

4

21 mai

Pas de TP et ni de laboratoire

22 mai

Cours 4: Critères de rupture par fatigue

5

28 mai

TP2: Fatigue

29 mai

Cours 5: Transmission par courroies et chaînes

6

4 juin

Intra 1

5 juin

Cours 6: Engrenages - 1

7

11 juin

TP 3: Courroies et Chaînes

12 juin

Cours 7: Engrenages – 2

8

18 juin

Laboratoire 2: Optimisation topologique

19 juin

Cours 8: Arbres de transmission / Roulements

9

25 juin

TP 4: Engrenages

26 juin

Pas de cours – Horaire du lundi

10

2 juillet

Intra 2

3 juillet

Cours 9: Frottement et lubrification

11

9 juillet

TP 5: Arbres et roulements

10 juillet

Cours 10: Freins et embrayages

12

16 juillet

TP 6: Freins et embrayages, frottement et lubrification

17 juillet

Cours 11: Vis de transmission et assemblages boulonnés

13

23 juillet

TP 7: Vis et assemblages boulonnés

24 juillet

Cours 12: Ressorts

14

30 juillet

TP 8: Ressorts

31 juillet

Cours 13: Révision