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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Raynald Guilbault


PLAN DE COURS

Automne 2022
MEC729 : Mécanismes et dynamique des machines (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC222    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 65,0 % 35,0 %




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 sera en mesure d'analyser et concevoir des mécanismes en tenant compte des aspects cinématiques et dynamiques.

À la fin de ce cours, l’étudiant 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




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mardi 15:30 - 17:30 Laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Raynald Guilbault Activité de cours Raynald.Guilbault@etsmtl.ca A-2900



Cours

Période

Activités

1

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 bielle-amnivelle.
 

 

2

Cours 2 :     Synthèse graphique des mécanismes

Synthèse des mécanismes à quatre membrures, bielle-manivelle et bielle-manivelle inversée avec deux positions connues, et définition des pôles.  Synthèse de mécanismes avec trois positions connues et synthèse de mécanismes à retour rapide.

 

 

3

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 bielle-manivelle inversée.  Calcul des positions, vitesses et accélérations de n’importe quel point d’un mécanisme.  Définition des centres instantanés de rotation et applications.

 

 

4

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.

 

 

5

Cours 5 :     Les cames - Partie I

Conception graphique, types de came, types de mouvement, courbes trigonométriques (harmoniques et cycloïdes), courbes paraboliques et cubiques.

 

 

6

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.

 

7

Cours 7 :     Analyse dynamique des forces

Méthode de Newton, systèmes à trois et quatre membrures, bielle-manivelle et bielle-manivelle inversée.  Méthode du travail virtuel, calcul des couples dynamiques, conception des roues d’inertie.

 

 

8

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.

 

 

9

Cours 9 :     Dynamique des moteurs

Étude du fonctionnement et du design d’un moteur (cycles de combustion).  Cinématique du système bielle-manivelle-piston.  Force et couple produits par la pression des gaz. Masses équivalentes, volant d’inertie.  Balancement d’un moteur à cylindre unique.

 

 

10

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.

 

 

11

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.

 

 

12

Cours 12 :   Les trains d’engrenages

Trains simples, trains composés, synthèse des trains composés, trains planétaires ou trains épicycloïdaux.

 

 

13

Cours 13 :   Les engrenages concourants et gauches

Conception, taillage, roues coniques, hypoïdes et engrenages à vis sans fin.

 

 




Laboratoires et travaux pratiques
  • Pour les TP, voir la section Autres informations
     



Utilisation d'outils d'ingénierie

N/A




Évaluation

Activités

Descriptions

%

Laboratoire

Une séance de laboratoire (juillet) portant sur l’équilibrage dynamique des rotors rigides

(3 points ajoutés en prime à la note du projet)

 

Devoir

Devoirs occasionnels

(1 point par devoir ajouté en prime à la note du projet)

 

Projet

Projet de session en équipe de quatre étudiants

(présentation le 11 octobre et remise le 6 décembre)

30

Intra

Deux contrôles (4 octobre et 15 novembre)              (20 % chacun)

40

Final

Examen final

30




Dates des examens intra
# Intra Groupe(s) Date
1 1 4 octobre 2022
2 1 15 novembre 2022



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
  • 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

Calendrier prévu – MEC729 Groupe 01

Cours : Lundi de 8h30 à 12h00, local : B-3418

TP/Labo : Mardi de15h30 à 17h30, local : D-4017

 

Nombre de semaines

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

1.

5 septembre

 

Congé Fête du travail

 

6 septembre

Début des cours

 

7 septembre

 

8 septembre

 

9 septembre

2.

12 septembre

MEC729-01

Cours 1

13 septembre

MEC729-01

TP 1

14 septembre

15 septembre

Activités étudiantes

16 septembre

 

3.

19 septembre

MEC729-01

Cours 2

20 septembre

MEC729-01

TP 2

21 septembre

 

22 septembre

 

23 septembre

 

4.

26 septembre

MEC729-01

Cours 3

27 septembre

MEC729-01

TP 3

28 septembre

 

29 septembre

 

30 septembre

 

5.

3 octobre

MEC729-01

Cours 4

4 octobre

TP 4  

Quiz #1

5 octobre

 

6 octobre

 

7 octobre

 

6.

10 octobre

 

Congé Action de grâce

11 octobre

Horaire du lundi

MEC729-01

Cours 5 

Présentation projet

12 octobre

 

13 octobre

 

14 octobre

 

7.

17 octobre

MEC729-01

Cours 6

 

18 octobre

MEC729-01

TP 5

19 octobre

 

20 octobre

 

21 octobre

 

8.

24 octobre

MEC729-01

Cours 7

25 octobre

MEC729-01

TP 6

26 octobre

 

27 octobre

 

28 octobre

 

9.

31 octobre

MEC729-01

Cours 8

1 novembre

MEC729-01

TP 7

2 novembre

 

3 novembre

 

4 novembre

 

10.

7 novembre

MEC729-01

Cours 9

8 novembre

MEC729-01

TP 8

9 novembre

Horaire du jeudi

 

10 novembre

Relâche

 

11 novembre

Relâche

 

11.

14 novembre

MEC729-01

Cours 10

15 novembre

MEC729-01

TP 9 Quiz #2

16 novembre

 

17 novembre

 

18 novembre

 

12.

21 novembre

MEC729-01

Cours 11

22 novembre

MEC729-01

TP 10

23 novembre

 

24 novembre

 

25 novembre

 

13.

28 novembre

MEC729-01

Cours 12

29 novembre

MEC729-01

TP 11

30 novembre

 

1 décembre

 

2 décembre

 

14.

5 décembre

MEC729-01

Cours 13

6 décembre

MEC729-01

TP 12 Remise projet

7 décembre

 

8 décembre

 

9 décembre

 

15.

12 décembre

Période d’examens finaux : 12 au 22 décembre 2022

13 décembre

 

14 décembre

 

15 décembre

 

16 décembre