Transmission du mouvement – poulies-courroie, pignons-chaîne et engrenages
TechnologieGénie mécanique13–14 ans
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À suivre dans Génie mécanique
Deux roues sont reliées par une courroie, une chaîne ou des dents en prise : la roue menante tourne à une vitesse donnée, et la roue menée suit à une vitesse déterminée par le rapport de transmission i = n₁/n₂ = Z₂/Z₁. Les élèves modifient le nombre de dents (ou le diamètre) des deux roues, la vitesse de la roue menante, choisissent une courroie droite ou croisée, cliquent sur Lancer pour voir les roues tourner avec le bon rapport et le bon sens, ou font glisser sur la roue menante pour la tourner à la main petit à petit. La simulation affiche la formule, le rapport de transmission, la vitesse de la roue menée et indique si la transmission est réductrice ou multiplicatrice.
Leçon : Transmettre et transformer le mouvement : poulies-courroie, pignons-chaîne, engrenages et rapport de transmission
Ce qu’elle montre
Les transmissions par poulies-courroie, pignons-chaîne et engrenages transmettent la rotation d'une roue menante, reliée au moteur, à une roue menée. La courroie, la chaîne ou les dents en prise parcourent la même distance à la périphérie des deux roues : la vitesse de rotation est donc inversement proportionnelle à la taille de la roue, i = n₁/n₂ = Z₂/Z₁. Un rapport supérieur à 1 réduit la vitesse et augmente le couple ; inférieur à 1, il augmente la vitesse. Une courroie ouverte ou une chaîne font tourner les deux roues dans le même sens ; une courroie croisée ou deux engrenages en prise inversent le sens de la roue menée.
Mode d’emploi
Commencez avec les Engrenages et cliquez sur Lancer ; comparez les repères rouges des deux roues pour voir laquelle tourne le plus vite. Modifiez le nombre de dents Z₁ et Z₂, prévoyez la vitesse n₂ de la roue menée, puis vérifiez-la avec la formule sous les roues. Réglez le Type de transmission sur Poulies-courroie, cochez Courroie croisée et observez l'inversion du sens de la roue menée. Utilisez Inverser le sens, ou faites tourner la roue menante à la main, pour suivre le mouvement lentement.
Paramètres modifiables
- Type de transmission Poulies-courroie, Pignons-chaîne, Engrenages
- Roue menante : nombre de dents Z₁ (courroie : diamètre D₁) 10–60 dents
- Roue menée : nombre de dents Z₂ (courroie : diamètre D₂) 10–60 dents
- Vitesse de rotation de la roue menante n₁ 10–300 tr/min
- Courroie croisée (poulies-courroie seulement)
Questions à explorer
- Si Z₁ = 20, Z₂ = 40 et n₁ = 60 tr/min, que vaut n₂, et la transmission accélère-t-elle ou ralentit-elle ?
- Quels types de transmission font tourner la roue menée en sens inverse de la roue menante ?
- Pour rouler vite sur le plat, le plateau avant d'un vélo doit-il avoir plus ou moins de dents que le pignon arrière ?
