Logo ÉTS
Session
Cours
Responsable(s) Philippe Causse

Se connecter
 

Sauvegarde réussie
Echec de sauvegarde
Avertissement
École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Philippe Causse


PLAN DE COURS

Automne 2021
GPA772 : Conception de machines (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7485,7885
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    GPA305    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 33,3 % 66,7 %




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

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

1er 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

1er 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).



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/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, 2éd. 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, 10e éd., McGraw-Hill, 2015.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

ena.etsmtl.ca

 




Autres informations

Ne s'applique pas.