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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Vladimir Brailovski


PLAN DE COURS

Hiver 2023
MEC528 : Éléments de machine (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  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 ou l'étudiante 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.

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.

Notez que le cours MEC528 doit être suivi avant ou en même temps que le cours MEC592.



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

N/A



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mercredi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques et laboratoire
02 Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mercredi 10:30 - 12:30 Travaux pratiques et laboratoire
03 Lundi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 20:00 - 22:00 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Sébastien Lalonde Activité de cours Sebastien.lalonde@etsmtl.ca A-2816
01 Simon Pelletier Travaux pratiques et laboratoire simon.pelletier.5@ens.etsmtl.ca
01 Alexandre Mongrain Travaux pratiques et laboratoire alexandre.mongrain.1@ens.etsmtl.ca
02 Pierre-Luc Vachon Activité de cours cc-Pierre-Luc.Vachon@etsmtl.ca B-2519
02 Simon Pelletier Travaux pratiques et laboratoire simon.pelletier.5@ens.etsmtl.ca
02 Alexandre Mongrain Travaux pratiques et laboratoire alexandre.mongrain.1@ens.etsmtl.ca
03 Sébastien Lalonde Activité de cours Sebastien.lalonde@etsmtl.ca A-2816
03 Alexandre Mongrain Travaux pratiques et laboratoire alexandre.mongrain.1@ens.etsmtl.ca
03 Simon Pelletier Travaux pratiques et laboratoire simon.pelletier.5@ens.etsmtl.ca



Cours

Contenu et calendrier du cours

Cours 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 les tableaux de la section "Autres informations"



Utilisation d'outils d'ingénierie
  • ANSYS (Laboratoire 1)
  • INSPIRE, ANSYS et CATIA (Laboratoire 2)


Évaluation
Activité Description % Date de remise

Quiz et exercices

 Questionnaire sur Moodle pour chaque cours

4

À déterminer

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).
  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 CATIA)

7

 

 

 

13

À déterminer

Intra

Contrôle 1

23

8 février (gr.01)

8 février (gr.02)

9 février (gr.03)

Contrôle 2

23

15 mars (gr.01)

15 mars (gr.02)

16 mars (gr.03)

Final

Examen final

30

À déterminer

Clause particulière : Une note de 50 % ou plus dans les examens est nécessaire pour passer le cours.

Retard de remise d’un travail : 5% de réduction de note pour chaque jour de retard.

Utilisation d’appareils électroniques : Non spécifiée



Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
# Intra Groupe(s) Date
1 1, 2 8 février 2023
1 3 9 février 2023
2 1, 2 15 mars 2023
2 3 16 mars 2023



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

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
  • Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett « Shigley’s Mechanical Engineering Design », 11th Ed., McGraw Hill, 2020 (ISBN - 9781260569995).
  • V. Brailovski « MEC528 Éléments de machines - Recueil des diapositives », 2018. (Disponible sur moodle)



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

N/A



Autres informations

Calendrier universitaire - MEC528 Groupe 01

COURS : Lundi 13h30 - 17h00 (D-3009)
TP/LABO : Mercredi 8h30 - 10h30 (TP B-3418 - Labo A-1560)

Semaine Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi

1

2 janvier

 

3 janvier

4 janvier

 

5 janvier

 

6 janvier

2

9 janvier

Cours 1 : Introduction

10 janvier

11 janvier

 

12 janvier

 

13 janvier

 

3

16 janvier

Cours 2 : Statique + CC

17 janvier

 

18 janvier

TP1 : Statique + CC

19 janvier

20 janvier

4

23 janvier

Cours 3: Critères de rupture par fatigue

24 janvier

25 janvier

Laboratoire 1 : CC et statique

26 janvier

27 janvier

5

30 janvier

Cours 4: Engrenages 1

31 janvier

1er février

TP2: Fatigue

2 février

 

3 février

 

6

6 février

Cours 5: Engrenages 2

7 février

 

8 février

INTRA I

9 février

 

10 février

 

7

13 février

Cours 6: Transmission par courroies et chaînes

14 février

 

15 février

TP 3: Engrenages

16 février

 

17 février

 

8

20 février

Cours 7: Arbres + roulements

21 février

 

22 février

TP 4: Courroies et Chaînes

23 février

 

24 février

 

9

27 février

Relâche

28 février

Relâche

1er mars  

Relâche

2 mars 

Relâche

3 mars 

Relâche

10

6 mars 

Cours 8: Choix des matériaux - opt. topologique

7 mars 

 

8 mars 

TP 5: Arbres et roulements

9 mars 

 

10 mars 

 

11

13 mars 

Cours 9: Frottement et lubrification

14 mars 

 

15 mars 

INTRA II

16 mars 

 

17 mars 

 

12

20 mars 

Cours 10: Freins et embrayages

21 mars 

 

22 mars 

Laboratoire 2: Optimisation topologique

23 mars 

 

24 mars 

 

13

27 mars 

Cours 11: Vis de trans. et ass. boulonnés

28 mars 

 

29 mars 

TP 6: Freins/Embr. + Lubr.

30 mars 

 

31 mars 

 

14

3 avril

Cours 12: Ressorts

4 avril

 

5 avril

TP 7: Vis et boulons

6 avril

 

7 avril

Congé

15

10 avril

Congé

11 avril

 

12 avril

TP 8: Ressorts

13 avril

Cours 13: Révision

14 avril

 

16

Période des examens finaux du 17 au 27 avril 2023

 

Calendrier universitaire - MEC528 Groupe 02

COURS : Mardi 8h30 - 12h00 (D-4018)
TP/LABO : Mercredi 10h30 - 12h30 (TP B-3418 - Labo A-1504)

Semaine Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi

1

2 janvier

 

3 janvier

4 janvier

 

5 janvier

 

6 janvier

2

9 janvier

 

10 janvier

Cours 1 : Introduction

11 janvier

 

12 janvier

 

13 janvier

 

3

16 janvier

 

17 janvier

Cours 2 : Statique + CC

18 janvier

TP1 : Statique + CC

19 janvier

20 janvier

4

23 janvier

 

24 janvier

Cours 3: Critères de rupture par fatigue

25 janvier

Laboratoire 1 : CC et statique

26 janvier

27 janvier

5

30 janvier

 

31 janvier

Cours 4: Engrenages 1

1er février

TP2: Fatigue

2 février

 

3 février

 

6

6 février

 

7 février

Cours 5: Engrenages 2

8 février

INTRA I

9 février

 

10 février

 

7

13 février

 

14 février

Cours 6: Transmission par courroies et chaînes

15 février

TP 3: Engrenages

16 février

 

17 février

 

8

20 février

 

21 février

Cours 7: Arbres + roulements

22 février

TP 4: Courroies et Chaînes

23 février

 

24 février

 

9

27 février

Relâche

28 février

Relâche

1er mars 

Relâche

2 mars 

Relâche

3 mars 

Relâche

10

6 mars 

 

7 mars 

Cours 8: Choix des matériaux - opt. topologique

8 mars 

TP 5: Arbres et roulements

9 mars 

 

10 mars 

 

11

13 mars 

 

14 mars 

Cours 9: Frottement et lubrification

15 mars 

INTRA II

16 mars 

 

17 mars 

 

12

20 mars 

 

21 mars 

Cours 10: Freins et embrayages

22 mars 

Laboratoire 2: Optimisation topologique

23 mars 

 

24 mars 

 

13

27 mars 

 

28 mars 

Cours 11: Vis de trans. et ass. boulonnés

29 mars 

TP 6: Freins/Embr. + Lubr.

30 mars 

 

31 mars 

 

14

3 avril

 

4 avril

Cours 12: Ressorts

5 avril

TP 7: Vis et boulons

6 avril

 

7 avril

Congé

15

10 avril

Congé

11 avril

Cours 13: Révision

12 avril

TP 8: Ressorts

13 avril

 

14 avril

 

16

Période des examens finaux du 17 au 27 avril 2023

 

Calendrier universitaire - MEC528 Groupe 03

COURS : Lundi 18h00 - 21h30 (D-3009)
TP/LABO : Jeudi 20h00 - 22h00 (TP D-3019 - Labo A-1220)

Semaine Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi

1

2 janvier

 

3 janvier

4 janvier

 

5 janvier

 

6 janvier

2

9 janvier

Cours 1 : Introduction

10 janvier

11 janvier

 

12 janvier

 

13 janvier

 

3

16 janvier

Cours 2 : Statique + CC

17 janvier

 

18 janvier

 

19 janvier

TP1 : Statique + CC

20 janvier

4

23 janvier

Cours 3: Critères de rupture par fatigue

24 janvier

25 janvier

 

26 janvier

Laboratoire 1 : CC et statique

27 janvier

5

30 janvier

Cours 4: Engrenages 1

31 janvier

1er février

 

2 février

TP2: Fatigue

3 février

 

6

6 février

Cours 5: Engrenages 2

7 février

 

8 février

 

9 février

INTRA I

10 février

 

7

13 février

Cours 6: Transmission par courroies et chaînes

14 février

 

15 février

 

16 février

TP 3: Engrenages

17 février

 

8

20 février

Cours 7: Arbres + roulements

21 février

 

22 février

 

23 février

TP 4: Courroies et Chaînes

24 février

 

9

27 février

Relâche

28 février

Relâche

1er mars 

Relâche

2 mars 

Relâche

3 mars 

Relâche

10

6 mars 

Cours 8: Choix des matériaux - opt. topologique

7 mars 

 

8 mars 

 

9 mars 

TP 5: Arbres et roulements

10 mars 

 

11

13 mars 

Cours 9: Frottement et lubrification

14 mars 

 

15 mars 

 

16 mars 

INTRA II

17 mars 

 

12

20 mars 

Cours 10: Freins et embrayages

21 mars 

 

22 mars 

 

23 mars 

Laboratoire 2: Optimisation topologique

24 mars 

 

13

27 mars 

Cours 11: Vis de trans. et ass. boulonnés

28 mars 

 

29 mars 

 

30 mars 

TP 6: Freins/Embr. + Lubr.

31 mars 

 

14

3 avril

Cours 12: Ressorts

4 avril

 

5 avril

 

6 avril

TP 7: Vis et boulons

7 avril

Congé

15

10 avril

Congé

11 avril

 

12 avril

 

13 avril

Cours 13: Révision / TP 8: Ressorts

14 avril

 

16

Période des examens finaux du 17 au 27 avril 2023