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Responsable(s) Raynald Guilbault

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Raynald Guilbault


PLAN DE COURS

Hiver 2024
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 ou l'étudiante 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 ou l'étudiante 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 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Jeudi 10:30 - 12:30 Travaux pratiques



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Aidin Delnavaz Activité de cours cc-AIDIN.DELNAVAZ@etsmtl.ca
01 Aidin Delnavaz Travaux pratiques cc-AIDIN.DELNAVAZ@etsmtl.ca



Cours

Période

Activités

1

Cours 1: Définitions de la cinématique, positions extrêmes et angle de transmission des mécanismes

Degrés de liberté, types de mouvement, définition des joints, condition de Grashof, transformations de mouvement. Définitions des générations de fonction, de parcours et de mouvement. Étude des positions extrêmes, limites et point mort des mécanismes à quatre membrures et des systèmes bielle-manivelle.

2

Cours 2: Analyse des positions et vitesses (méthode de centre instantané de rotation)

Analyse par la méthode de la position complexe.  Applications aux mécanismes à quatre membrures, aux systèmes bielle-manivelle et bielle-manivelle inversée. Équations de Freudenstein. Définition des centres instantanés de rotation et applications.

3

Cours 3: Analyse des vitesses et accélérations (méthode graphique)

Calcul des vitesses et accélérations de n’importe quel point d’un mécanisme par la méthode graphique. Applications aux mécanismes à quatre membrures, aux systèmes bielle-manivelle, bielle-manivelle inversée et aux mécanismes en contact direct. Accélération de coriolis.

4

Cours 4: 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.

5

Cours 5: 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.

6

Cours 6: Cames - Partie I

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

7

Cours 7: Cames - Partie II

Courbes polynomiales, synthèse d’une came, rayon de galet, angle de pression, rayons de la came, longueur de plateau, mouvements composés.

8

Cours 8: Engrenages cylindriques, concourants et gauches

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

9

Cours 9: Trains d’engrenages

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

 

10

Cours 10: 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.

11

Cours 11: Équilibrage dynamique des rotors et mécanismes

Méthodes graphique et analytique, équilibrage des forces et des moments, équilibrage statique d’un mécanisme à quatre membrures.

12

Cours 12: 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.

13

Cours 13: 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.




Laboratoires et travaux pratiques
  • Pour les TP, voir le calendrier
     



Utilisation d'outils d'ingénierie

N/A




Évaluation

Activités

Descriptions

%

Laboratoire

 

 

Devoir et exercices

Devoirs occasionnels et exercices en classe

(points en prime ajoutés à la note du projet)

 

Projet

Projet de session en équipe de quatre étudiants

30

Intra

Deux contrôles, (20 % chacun)

40

Final

Examen final

30




Dates des examens intra
# Intra Groupe(s) Date
1 1 1 février 2024
2 1 29 février 2024



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

N/A




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
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/Etudes/citer-pas-plagier). Les clauses du règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS (« Règlement ») 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 qui constituent des infractions de nature académique au sens du Règlement ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignant(e) du cours.



Documentation obligatoire
  • Norton, R.L. « Design of machinery », 3e edition, McGraw Hill, 2004.



Ouvrages de références
  • Guilbault, R. « Mécanismes et dynamique des machines », Notes de cours, été 2003.
  • Martin, G.H. «Kinematics and dynamics of machines », 1e edition, MacGraw Hill, 1982.
  • 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

Hiver 2024-MEC729-01

Cours : Mardi 13h30 à 17h, B-4418

TP : Jeudi 10h30-12h30, B-3410

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

Samedi

1.

1 janvier

2 janvier

 

3 janvier

4 janvier

Début des cours

5 janvier

 

6 janvier

2.

8 janvier

9 janvier

Cours 01

Degré de liberté

10 janvier

 

11 janvier

TP 01

12 janvier

13 janvier

3.

15 janvier

16 janvier

Cours 02

Analyse des vitesses

17 janvier

 

18 janvier

TP 02

19 janvier

20 janvier

4.

22 janvier

23 janvier

Cours 03

Analyse des accélérations

24 janvier

 

25 janvier

TP 03

26 janvier

27 janvier

5.

29 janvier

30 janvier

Cours 04

Synthèse graphique des mécanismes

31 janvier

1er février

Contrôle 1

2 février

3 février

6.

5 février

6 février

Cours 05

Synthèse analytique des mécanismes

7 février

8 février

TP 05

9 février

10 février

7.

12 février

13 février

Cours 06

Cames I

14 février

15 février

TP 06

16 février

17 février

8.

19 février

 

20 février

Cours 07

Cames II

21 février

22 février

TP 07

23 février

24 février

9.

26 février

 

27 février

Cours 08

Engrenages

28 février

 

29 février

Contrôle 2

 

1er mars

 

2 mars

 

10.

4 mars

Relâche

5 mars

Relâche

6 mars

Relâche

7 mars

Relâche

8 mars

Relâche

9 mars

Relâche

11.

11 mars

 

12 mars

Cours 09

Trains d’engrenages

13 mars

 

14 mars

TP 09

15 mars

16 mars

12.

18 mars

19 mars

Cours 10

Analyse des forces

20 mars

21 mars

TP 10

22 mars

23 mars

13.

25 mars

26 mars

Cours 11

Équilibrage

27 mars

28 mars

TP 11

29 mars

Congé férié

30 mars

Congé férié

14.

1er avril

Congé férié

2 avril

Cours 12

Dynamique des moteurs

3 avril

 

4 avril

Horaire du lundi

5 avril

 

6 avril

 

15.

8 avril

 

9 avril

Cours 13

Dynamique des moteurs multicylindres

10 avril

 

11 avril

TP 12

 

12 avril

 

13 avril

Fin des cours

 

Période d’examens finaux : du 15 au 25 avril 2024