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BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE SÉRIE SCIENCES ET TECHNIQUES INDUSTRIELLES
GÉNIE ELECTROTECHNIQUE
SESSION Sept 2006
ÉPREUVE: ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS
Durée: 4 heures
Coefficient : 6
SIEGE DE DENTISTE
Proposition de Barème
Note globale : / 120 points
Partie 1 35 pts
Partie 2 25 pts
Partie 3 40 pts
Partie 4 20 pts
Eléments de Correction
2 / 2
Proposition de ventilation des points par question :
Question 1 A 1 6 pts Question 1 A 2 4,5 pts Question 1 B 1 3 pts Question 1 B 2 3,5 pts Question 1 B 3 3 pts Question 1 B 4 4 pts Question 1 B 5 5 pts Question 1 B 6 2 pts Question 1 B 7 1 pt Question 1 B 8 1 pts
Partie 1
/ 35
Question 1 B 9 2 pts Question 2 A 1 1 pt Question 2 A 2 2 pts Question 2 A 3 3 pts Question 2 B 1 2 pts Question 2 B 2 1 pt Question 2 B 3 2 pts Question 2 B 4 4 pts Question 2 B 5 3pts Question 2 B 6 2 pts Question 2 B 7 4 pts Question 2 B 8 1 pt
Partie 2
/ 25
Question 3 A 1 1.5 pts Question 3 B 1 1.5 pts Question 3 B 2 2 pts Question 3 B 3 2 pts Question 3 B 4 3 pts Question 3 B 5 2 pts Question 3 B 6 1.5 pts Question 3 C 1 1 pts Question 3 C 2 1 pts Question 3 C 3 1 pt Question 3 D 1 1.5 pts Question 3 D 2 5 pts Question 3 D 3 6 pts Question 3 D 4 2 pts Question 3 E 1 2 pts Question 3 E 2 3 pts Question 3 E 3 3 pts Question 3 E 4 1 pts
Partie 3
/ 40
Question 4 A 1 3 pts Question 4 A 2 2 pts Question 4 B 1 2 pts Question 4 B 2 2 pt Question 4 B 3 1 pt Question 4 B 4 2 pts Question 4 C 1 1 pt Question 4 C 2 2 pts Question 4 C 3 1 pt Question 4 C 4 2 pts Question 4 C 5 2 pts
Partie 4
/ 20
3 / 3
Eléments de correction :
Question 1 A 1 : Voir document DR1-corrigé
Question 1 A 2 : Voir document DR1-corrigé
Question 1 B 1 : Voir document DR2-corrigé
Mvt 3/1 : mouvement de rotation d'axe Dz
TC,3/1 : cercle de centre D et de rayon [DC]
TB,3/1 : cercle de centre D et de rayon [DB]
TK,3/1 : cercle de centre D et de rayon [DK]
Question 1 B 2 : Voir document DR2-corrigé
Question 1 B 3 : Voir document DR2-corrigé
Mvt 9/1 : mouvement de translation rectiligne d'axe Hx
TH,9/1 : droite horizontale passant par H (d'axe Hx)
Les trajectoires TH,9/1 et TH,4/1 sont confondues
Question 1 B 4 : Voir document DR2-corrigé
Mvt 4/1 : mouvement plan général.
Question 1 B 5 : Voir document DR2-corrigé
Question 1 B 6 : Voir document DR2-corrigé
TE,4/1 : droite verticale passant par E (d'axe Ey)
Le point E centre de la liaison PIVOT 5/4 est commun aux 2 éléments
d'où E4=E5 et TE,4/1 = TE,5/1.
Question 1 B 7 : Voir document DR2-corrigé
Question 1 B 8 : Voir document DR2-corrigé
Les segments [E1K1] et [E2K2] sont // et horizontaux d'axe X.
De plus, les bras de pantographe forment un parallélogramme et
La trajectoire du point E, fixe dans 5, est une droite verticale.
Le mouvement du plateau supérieur 5 est donc un mouvement de TRANSLATION
RECTILIGNE VERTICALE.
Question 1 B 9 : Voir document DR2-corrigé
Question 2 A 1 :
Fréquence de rotation moteur Nm = 1320 tr/mn. (voir DT4)
Question 2 A 2 :
Nv7 = rred x Nm
= 1/25 x 1320 = 52,8 tr/mn
Question 2 A 3 :
7/8,PV = Nv7 x pas = 52.8/60 x 8 = 7,04 mm/s
4 / 4
Question 2 B 1 : Voir document DR3-corrigé
7/8,BV = 6/3,BV
Question 2 B 2 : Voir document DR3-corrigé
Question 2 B 3 : Voir document DR3-corrigé
Mvt 3/1 : mouvement de rotation d'axe Az
Question 2 B 4 : Voir document DR3-corrigé
1/3,BV = 6/3,BV + 1/6,BV
Question 2 B 5 : Voir document DR3-corrigé
Question 2 B 6 : Voir document DR3-corrigé
1/4,EV = 1/5,EV
Question 2 B 7 : Voir document DR3-corrigé
Question 2 B 8 :
1/5,EV = 9 x 2 = 18 mm/s = 0.018 m/s
D'où 1/5,EV < 0.25 m/s, la norme est donc respectée.
Question 3 A 1 : Voir Document DR4-corrigé figure A.
Question 3 B 1 :
Question 3 B 2 :
4/5E = - 5/4E d'où
01819
0
4/5 −=R
E
Question 3 B 3 :
4/1H + 4/5E + 4/3C = 0
- en projection sur l’axe x : 0 + 0 + XC,3/4 = 0 (1) - en projection sur l’axe y : YH,1/4 – 1819 + YC,3/4 = 0 (2)
1
5
3
4
H C
E
5 / 5
Question 3 B 4 :
0
0
0112235
4/1,HYRR
∧−−
+
018190
0112235
−∧RR
=
000
- en projection sur l’axe z : -235YH,1/4 + (-235 x 1819) = 0 (3)
d'où YH,1/4 = -1819
et par conséquent YH,1/4 = YE,5/4 et 4/1H = 4/5E Question 3 B 5 :
Injecté dans (2) : -1819 - 1819 + YC,3/4 = 0 D'où YC,3/4 = 3638
D'où
01819
0
4/1 −=R
H et
036380
4/3
RC =
Question 3 B 6 : Voir Document DR4-corrigé figure B.
Question 3 C 1 :
0/1,7
/1,7
7
/1 SmA
SmA
Sm YX
RA =
0/3,7
/3,7
7
/3 SmB
SmB
Sm YX
RB =
Question 3 C 2 :
SmA /1 + SmB /3 = 0
D'où SmA /1 = - SmB /3
D'où ∆ SmA /1 = ∆ SmB /3 = (AB)
Question 3 C 3 : Voir Document DR4-corrigé figure C.
Question 3 D 1 :
1
3
Sm
A
B
8
1
5
3
B K
DC
4
Rq : ici l’écriture des composantes n’est pas demandée ; la notation des deux efforts suffit.
Rq : solide en équilibre sous l’action de deux forces implique que les 2 forces sont directement opposées, donc de direction (AB), suffit.
6 / 6
Question 3 D 2 :
0tan 3/8,
3/8,
3/8 B
B
XX
RB α=
03/1,
3/1,
3/1 D
D
YX
RD =
03638
0
3/4 −=R
C
01181
0
3/5 −=R
K
Question 3 D 3 : L’équation des moments au point D nous permet d'écrire :
)( 3/8BM D + )( 3/4CM D + )( 3/5KM D = 0
d'où : 3/8BDB∧ + 3/4CDC ∧ + 3/5KDK ∧ = 0
0tan
037250
3/8,
3/8,
B
B
XX
RRα∧
− +
036380
0112
235−∧
−
RR +
011810
0224470
−∧−
RR =
000
Soit en projection sur l’axe z :
-250 tan α XB,8/3 – 37 XB,8/3 + 235 x 3638 + 470 x 1181 = 0 XB,8/3 = - 3255 Et YB,8/3 = 6122
Question 3 D 4 : Voir Document DR4-corrigé figure D.
3/8B = 6934 N
Question 3 E 1 : 3/8B maxi = 7040 N
Altitude du point K pour t = 2,4s => 340 mm
Question 3 E 2 : P7 = 7/8V . iB max8/3 = 7/8V . 3/8B maxi . cos 0 = 0,07 x 7040x1 = 49,3 W
Question 3 E 3 : Pred = P7 / ηv/e = 49,3 / 0,4 = 123,3 W Pm = Pred / ηred = 123,3 / 0,55 = 224 W Question 3 E 4 : Pm = 320 W puissance utile du moteur > 224 W puissance maxi à fournir
Donc le moteur convient.
Question 4 A 1 : Voir Document DR5-corrigé figure A.
Question 4 A 2 : Moulage en coquille sous pression.
Petite pièce, de formes complexes possédant un plan de symétrie adapté à un plan de joint. Question 4 B 1 : Le téton acier des vis-axes 20 en rotation dans un alliage d'aluminium laminerait rapidement
l'alésage. De plus, le facteur de frottement n'est pas bon. D'où l'interposition d'une bague épaulée autolubrifiante (ou anti-friction).
Question 4 B 2 et 4 B 3 : Voir Document DR6-corrigé figure B.
7 / 7
Question 4 B 4 : Voir Document DR6-corrigé figure B. Le jeu axial s'obtient par vissage de l'une des 2 vis-axes 20 et dévissage simultané de l'autre. Question 4 C 1 : Voir Document DR6-corrigé figure C. Question 4 C 2 : Voir Document DR6-corrigé figure C.
Les lumières ou trous oblongs des chapeaux et pieds de paliers 15 permettent le positionnement RADIAL des points A et B centres des paliers.
Question 4 C 3 : Voir Document DR6-corrigé figure D.
Question 4 C 4 : Après montage de toute la liaison 9-4 à l'exception des écrous 21, le réglage radial du point C
s'obtient par vissage de l'une des 2 vis-axes 20 et dévissage simultané de l'autre. On règle en même temps le jeu axial entre la vis-axe et la bague épaulée.
Question 4 C 5 : Les écrous 21 sont des écrous de freinage de la liaison vis-axe 20 / bras de pantographe 4. Ce sont des contre écrous.
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Question 1 A 1 : Schéma cinématique architectural spatial.
Remarque : Dans la réalité, d’après les solutions technologiques adoptées, les points H et H’ ; B et B’ ; K et K’ sont confondus. Question 1 A 2 : Définition des liaisons.
Nature de la liaison Centre Direction Caractéristique
(Axe ou Normale) Rx7 Ry7 Rz7 Tx7 Ty7 Tz7
L(7-8) Hélicoïdale B Axe Y7 X X
Nature de la liaison Centre Direction Caractéristique
(Axe ou Normale) Rx Ry Rz Tx Ty Tz
L(1-3) PIVOT D Axe Z X
L(4-3) LIN. ANNULAIRE C Axe Z X X X X
L(4-9) PIVOT H' Axe Z X
L(9-1) PIVOT GLISSANT H Axe X X X
TE,5/1
TB,3/1
TH,9/1
=TH,4/1
C2
B2
K2
TK,3/1
H2
E2
B1
C1
K1
H1
E1
TC,3/1
E
D
A
BH
C
K
5
43
9
9
6
1
8
7
'
h0
20,00°
R330,0
0
(583
,78)
Document DR2 corrigé
VE5/1
Norme : 18,54 mm/s
VB3/1
SVB6/1
SVE4/1
SVB3/1
Champ des vitesses de 3/1
VC4/1
E
D
A
BH
C
K
5
43
9
9
6
1
8
7
'
VB8/7
Corrigé Document DR3
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3- Etude de FP 13 : Adapter la hauteur de l'assise. Etude du transfert de la charge au moteur.
Echelle des forces : 1 cm ⇒ 1000 N
x
y
5
K
G
E
C
H
E
4
B
8
7
6
MR
A
K
3
BD
C
Fig. A
Fig. B
Fig. C
Fig. D
5P
5/4E 5/3K
4/1H
4/3C
4/5E
3/8B
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Ne rien mettre dans ce pied de page DR5
Fig. A
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Fig. B
Fig. C Fig. D
GLISSANT
16
9
4 SERRE