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Programme(s) : 7485,7885

Profils(s) : Tous profils

Afficher les préalables et les unités d'agrément

Afficher les qualités de l'ingénieur

École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Philippe Causse

PLAN DE COURS

Automne 2021
GPA772 : Conception de machines (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

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

d’analyser les principaux éléments des machines mécaniques;
de concevoir des systèmes mécaniques.

Analyse et conception des éléments principaux de machines. Conception d'un système mécanique et méthodologie de design. Facteur de sécurité et concentration de contraintes. Théorie de limitation en statique et en fatigue. Calcul des arbres, clavettes et accouplements. Vis de transmission. Boulons et joints boulonnés. Ressorts hélicoïdaux et à lames. Transmissions par courroies et par chaînes. Choix des roulements, lubrification et paliers lisses. Engrenages cylindriques droits : géométrie, résistance en flexion et résistance à l'usure. Trains d'engrenages. Freins et embrayages.

Séances de travaux pratiques : réaliser en équipe des projets portant sur la conception d’un système mécanique; résoudre des problèmes concrets d’analyse ou de conception mécanique.

Précision sur les préalables :

Profil E : les préalables GPA305 Éléments de résistance des matériaux + ING150 Statique et dynamique
Profils M, I et P : le préalable ING150 Statique et dynamique

Objectifs du cours

Objectif du cours

Le cours de conception de machines est un cours avancé dans la formation d’un ingénieur en production automatisée. Son objectif est de fournir à l’étudiant l’ensemble des notions requises pour la conception de mécanismes.

Objectifs spécifiques

Présenter les principaux éléments de machines et leur fonctionnement
Analyser, dimensionner et choisir les éléments de machines
Appliquer la méthodologie d'analyse et de dimensionnement des éléments de machines à la conception de mécanismes

Les deux premiers thèmes seront abordés dans le cadre de cours théoriques et de séances d'exercices. Le troisième sera traité lors de deux projets de conception devant être réalisés en équipe.

Stratégies pédagogiques

39 heures de cours magistral (enseignement théorique)

24 heures de laboratoire (exercices)

9 heures de travail personnel (en moyenne) par semaine

Utilisation d’appareils électroniques

N/A

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Lundi	13:30 - 17:00	Activité de cours
	Mercredi	13:30 - 15:30	Travaux pratiques

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Philippe Causse	Activité de cours	Philippe.Causse@etsmtl.ca	A-3649
01	Samuel Blanchet	Travaux pratiques	samuel.blanchet.2@ens.etsmtl.ca

Cours

Le plan de cours prévu se veut complet et ordonnancé chronologiquement, mais certaines modifications peuvent être apportées en cours de session.

DATE	ACTIVITÉS DES COURS
30 août	C1 :	Introduction Présentation générale du cours Méthodologie de design Facteur de sécurité Équilibre, contraintes et déformations Loi de comportement des matériaux Chargements mécaniques simples
13 sept.	C2 :	Révision des éléments de résistance des matériaux Chargements combinés État plan de contraintes Contraintes principales Cercle de Mohr
20 sept.	C3 :	Théories de limitation en statique Concentration de contraintes Écoulement des matériaux ductiles Rupture des matériaux fragiles
27 sept.	C4 :	Fatigue des matériaux Rupture en fatigue Résistances à la fatigue : diagramme S-N Facteurs influents sur la résistance à la fatigue Limite d’endurance et estimation de la vie de composantes mécaniques Contrainte moyenne (courbes de Goodman et de Soderberg)
4 oct.	C5 :	Les arbres de transmission Vitesse de rotation, couple de torsion et puissance Contraintes dans les arbres (diagrammes de V, M et T) Critères de résistance Déformations dans les arbres Vibrations et vitesses critiques
12 oct.	C6 :	Les roulements Types de roulement Choix de roulement Durée du roulement Charge statique Montage des roulements
18 oct.	C7 :	Courroies et chaînes Caractéristiques générales Conditions de transmission Construction et matériaux Contraintes Dimensions normalisées Choix
25 oct.	C8 :	EXAMEN DE MI-SESSION
1^er nov.	C9 :	Les engrenages cylindriques Géométrie d’un engrenage Développante de cercle Définitions et normalisations Mouvement du point de contact Engrenages et trains d’engrenages Interchangeabilité de deux engrenages Jeux entre deux engrenages Résistances des engrenages et facteurs de sécurité Trains simples Trains planétaires
8 nov.	C10 :	Vis de serrage et de transmission, joints boulonnés Forces et contraintes Vis autobloquante Vérification du flambage Redistribution des charges Couples de serrage des vis Joints boulonnés
15 nov.	C11 :	Les ressorts Types de ressorts Constantes du ressort Ressorts en compression et ressorts en tension Matériaux pour les ressorts Contraintes admissibles dans les spires des ressorts
22 nov.	C12 :	Freins et embrayages Analyse des forces Matériaux Dissipation d'énergie
29 nov.	C13 :	Révisions

Laboratoires et travaux pratiques

DATE		ACTIVITÉS DES SÉANCES DE TRAVAUX PRATIQUES
8 sept.	TP1		Exercices - notions de base et résistance des matériaux
15 sept.	TP2		Exercices - résistance des matériaux
22 sept.	TP3		Exercices - théories de limitation en statique
29 sept.	TP4		Exercices - théories de limitation en fatigue
6 oct.	TP5		Exercices - arbres de transmission
13 oct.	TP6		Exercices - roulements
20 oct.	TP7		Exercices - courroies et chaînes
27 oct.	TP8		Travaux dirigés - projets de conception
10 nov.	TP9		Exercices - engrenages
17 nov.	TP10		Exercices - vis de transmission et joints boulonnés
24 nov.	TP11		Exercices - ressorts
1^er déc.	TP12		Exercices - freins et embrayages et Révisions

Utilisation d'outils d'ingénierie

Dans le cadre des projets de conception, les étudiants devront utiliser un logiciel de calcul numérique (ex: Python, Matlab, Excel).

Évaluation

ACTIVITÉ	DESCRIPTION	%
Devoirs	3 devoirs à réaliser individuellement (3 %, 3 % et 4 %)	10
Projets	Deux projets de conception en équipe (2-3 étudiants) (12.5% chacun)	25
Intra	Durée de 2 heures	25
Final	Durée de 3 heures	40

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	25 octobre 2021

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.

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

Aucune

Ouvrages de références

DROUIN, G., M. GROU, P. THIRY et R. VINET (1987). Éléments de machine, 2^eéd. Revue et augmentée, Éd. de l’École Polytechnique de Montréal.
R.C. Juvinal et K.M. Marshek, Fundamentals of Machine Component Design, 6e édition, Wiley, 2017.
R.L. Norton, "Machine Design: an integrated approach", 5e édition, Pearson, 2014, (référence facultative).
Richard G. BUDYNAS, J. Keith Nisbett, Shigley's Mechanical Engineering Design, 10^e éd., McGraw-Hill, 2015.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

ena.etsmtl.ca

Autres informations

Ne s'applique pas.