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Les mécanismes de transmission du mouvement
Fiche | Sciences et technologies
Secondaire
1-4
Table des matières
- Haut de page
- Le mécanisme à roues de friction
- Les particularités du mouvement (3e secondaire)
- Avantages et inconvénients (4e secondaire)
- Le mécanisme à poulies et à courroie
- Exemples
- Les particularités du mouvement (3e secondaire)
- Avantages et inconvénients (4e secondaire)
- Le mécanisme à roues dentées (engrenage)
- Les particularités du mouvement (3e secondaire)
- Avantages et inconvénients (4e secondaire)
- Le mécanisme à chaine et à roues dentées
- Les particularités du mouvement (3e secondaire)
- Avantages et inconvénients (4e secondaire)
- Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée
- Les particularités du mouvement (3e secondaire)
- Avantages et inconvénients (4e secondaire)
- Exercices
- À voir aussi
Les mécanismes de transmission du mouvement sont des mécanismes qui conservent le type de mouvement entre l’organe menant et l’organe mené.
La transmission du mouvement est une fonction mécanique complexe, puisqu’elle est effectuée par un mécanisme, soit un ensemble de composants. Elle transfère un mouvement d’un composant à un autre sans en modifier le type. Ainsi, un mouvement de rotation de l’organe menant entraine un mouvement de rotation de l’organe mené.
Il existe cinq mécanismes de transmission du mouvement.
| Nom du mécanisme (Clique sur les liens suivants.) |
Fonctionnement | Réversibilité |
|---|---|---|
Le mécanisme à roues de friction |
Le mouvement de rotation de la roue menante entraine le mouvement de rotation de la roue menée grâce au frottement entre les deux roues. | Réversible |
Le mécanisme à poulies et à courroie |
Le mouvement de rotation de la poulie menante entraine le mouvement de rotation de la poulie menée par l’intermédiaire de la courroie. | Réversible |
Le mécanisme à roues dentées |
Le mouvement de rotation de la roue menante entraine le mouvement de rotation de la roue menée grâce aux dents de la roue menante, qui poussent sur celles de la roue menée. | Réversible |
Le mécanisme à chaine et à roues dentées |
Le mouvement de rotation de la roue menante entraine le mouvement de rotation de la roue menée par l’intermédiaire de la chaine. | Réversible |
Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée |
Le mouvement de rotation de la vis sans fin entraine le mouvement de rotation de la roue dentée grâce aux filets de la vis, qui poussent sur les dents de la roue. | Non réversible |
Le mécanisme à roues de friction
Le mécanisme à roues de friction transmet un mouvement de rotation grâce au frottement entre deux ou plusieurs roues.
Le symbole du mécanisme à roues de friction
Pour que le mouvement se transmette d’une roue à l’autre, les roues doivent se toucher.
Un mécanisme à roues de friction
Les roues de friction peuvent être positionnées perpendiculairement, ce qui permet des mouvements de rotation selon des axes différents.
Dans cette image, le mouvement de rotation (selon un axe vertical) de la roue menante entraine le mouvement de rotation (selon un axe horizontal) de la roue menée.
Des roues de friction perpendiculaires
Certains vélos sont dotés d’une dynamo, un dispositif qui produit de l’électricité et permet d’alimenter une ampoule à l’avant du vélo.
La dynamo est une petite roue qu’on met en contact avec l’une des roues du vélo. De cette façon, le mouvement de rotation de la roue du vélo (menante) entraine le mouvement de rotation à la roue de la dynamo (menée).
Une dynamo de vélo
Adapté de OKcamera, Shutterstock.com
Les particularités du mouvement (3e secondaire)
Clique sur les liens pour voir plus de détails sur chaque particularité.
Le mécanisme à roues de friction est réversible, puisque l’une ou l’autre des deux roues peut être l’organe menant ou l’organe mené.
Le sens de rotation des composants
Le sens de rotation de la roue menante et celui de la roue menée sont identiques lorsque le mécanisme comprend un nombre impair de roues de friction.
Le sens de rotation de la roue menante et celui de la roue menée sont inverses lorsque le mécanisme comprend un nombre pair de roues de friction.
Le mécanisme à roues de friction peut produire un changement de vitesse lorsque le diamètre de la roue menante et celui de la roue menée sont différents.
Avantages et inconvénients (4e secondaire)
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
|
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Le mécanisme à poulies et à courroie
Le mécanisme à poulies et à courroie transmet un mouvement de rotation entre deux ou plusieurs poulies éloignées les unes des autres. Le mouvement est transmis par l’intermédiaire d’une courroie (organe intermédiaire).
Le symbole du mécanisme à poulies et à courroie
Le mécanisme à poulies et à courroie comprend une courroie et d’au moins deux poulies. Chaque poulie est en contact avec la courroie.
Le mécanisme à poulies et à courroie
Pour éviter le glissement de la courroie sur les poulies et assurer une transmission efficace du mouvement, l’adhérence entre les poulies et la courroie doit être suffisante. Il est important d’en tenir compte lors du choix des matériaux.
Pour augmenter l’adhérence entre la courroie et les poulies, on peut modifier certains paramètres, comme la tension dans la courroie, le type de courroie et/ou le type de poulies utilisé.
Il est possible d’augmenter l’adhérence de la courroie en utilisant une courroie crantée, soit une courroie avec des dents qui sont généralement fabriquées en caoutchouc.
Le mécanisme à poulies et à courroie crantée
Le système de transmission d’un scooter est constitué d’un mécanisme à poulies et à courroie crantée. Ce mécanisme transmet le mouvement de rotation généré par le moteur à la roue arrière du scooter.
Le mouvement de rotation de la poulie du variateur entraine le mouvement de rotation de la poulie de l’embrayage par l’intermédiaire de la courroie crantée.
La transmission d’un scooter
Adapté de Aleksandr Shilov, Shutterstock.com
Étant donné la souplesse de la courroie, différentes configurations sont possibles.
-
La courroie peut être croisée, ce qui modifie le sens de rotation de la poulie menée.
-
Les poulies peuvent être orientées perpendiculairement entre elles, ce qui permet des mouvements de rotation selon des axes différents.
Dans cette image, la rotation de la roue menante (selon un axe vertical) entraine la rotation de la roue menée (selon un axe horizontal).
Le mécanisme à poulies et à courroie avec des poulies sur des axes différents
Cette ancienne tondeuse à gazon fonctionne avec un mécanisme à poulies et à courroie dont les poulies sont positionnées selon des axes différents.
Le mouvement de rotation de la poulie du moteur (selon un axe horizontal) entraine le mouvement de rotation de la poulie de la lame (selon un axe vertical) par l’intermédiaire de la courroie.
La lame est solidaire de la poulie de la lame. La lame est donc entrainée dans un mouvement de rotation et coupe le gazon.
Une ancienne tondeuse à gazon
Adapté de Itthiphon_No, Shutterstock.com
Les particularités du mouvement (3e secondaire)
Clique sur les liens pour voir plus de détails sur chaque particularité.
Le mécanisme à poulies et à courroie est réversible, puisque l’une ou l’autre des poulies peut être l’organe menant ou l’organe mené.
Le sens de rotation des composants
Le sens de rotation des poulies situées d’un même côté de la courroie est identique.
Le sens de rotation des poulies situées à l’intérieur de la courroie est inverse à celui des poulies situées à l’extérieur de la courroie.
Lorsque la courroie est croisée, le sens de rotation des poulies est inversé.
Le mécanisme à poulies et à courroie peut produire un changement de vitesse lorsque le diamètre de la poulie menante et celui de la poulie menée sont différents.
Avantages et inconvénients (4e secondaire)
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
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Le mécanisme à roues dentées (engrenage)
Le mécanisme à roues dentées, aussi appelé engrenage, transmet un mouvement de rotation entre deux ou plusieurs roues dentées grâce au contact entre leurs dents.
Le symbole du mécanisme à roues dentées (ou engrenage)
Le mécanisme à roues dentées possède au moins deux roues dentées dont les dents se touchent. Lors de la rotation de la roue menante, ses dents entrent successivement en contact avec celles de la roue menée. On dit alors que les roues s’engrènent. Chaque dent de la roue menante pousse sur une dent de la roue menée.
Ainsi, le mouvement de rotation de la roue menante entraine le mouvement de rotation de la roue menée.
Le mécanisme à roues dentées
Dans une montre à aiguilles, des mécanismes à roues dentées permettent la rotation des aiguilles qui affichent les heures, les minutes et les secondes. L’interaction entre les roues dentées transmet le mouvement de rotation entre les différents composants de l’horloge.
Le mécanisme d’une montre
Fedorov Ivan Sergeevich, Shutterstock.com
Les roues dentées peuvent être orientées perpendiculairement entre elles, ce qui permet des rotations selon des axes différents. Pour qu’elles s’engrènent bien, elles doivent être de forme conique.
Sur cette image, le mouvement de rotation (selon un axe vertical) de la roue menante entraine le mouvement de rotation (selon un axe horizontal) de la roue menée.
Le mécanisme à roues dentées coniques
Pour augmenter leur stabilité dans les virages, les voitures sont équipées d’un différentiel.
Le différentiel comprend plusieurs roues dentées coniques qui transmettent le mouvement en modifiant l’axe de rotation d’un composant à l’autre.
Lors d’un virage, l’interaction entre les roues dentées transmet un mouvement de rotation vers les roues de la voiture tout en adaptant la vitesse de chaque roue.
Un différentiel de voiture
Nikonaft, Shutterstock.com
Les particularités du mouvement (3e secondaire)
Clique sur les liens pour voir plus de détails sur chaque particularité.
Le mécanisme à roues dentées est réversible, puisque l’une ou l’autre des roues dentées peut être l’organe menant ou l’organe mené.
Le sens de rotation des composants
Le sens de rotation de la roue menante et celui de la roue menée sont identiques lorsque le mécanisme comprend un nombre impair de roues dentées.
Le sens de rotation de la roue menante et celui de la roue menée sont inverses lorsque le mécanisme comprend un nombre pair de roues dentées.
Le mécanisme à roues dentées peut produire un changement de vitesse lorsque le diamètre de la roue menante et celui de la roue menée sont différents.
Avantages et inconvénients (4e secondaire)
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
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Le mécanisme à chaine et à roues dentées
Le mécanisme à chaine et à roues dentées transmet un mouvement de rotation entre deux ou plusieurs roues dentées éloignées les unes des autres. Le mouvement est transmis par l’intermédiaire d’une chaine (organe intermédiaire).
Le symbole du mécanisme à chaine et à roues dentées
Le mécanisme à chaine et à roues dentées comprend une chaine et au moins deux roues dentées. Chaque roue dentée est en contact avec la chaine, de façon à ce que les dents des roues s’emboitent successivement dans les maillons de la chaine.
Le mécanisme à chaine et à roues dentées
Une transmission de vélo fonctionne grâce à l’utilisation d’un mécanisme à chaine et à roues dentées. En effet, le mouvement de rotation d’un plateau entraine le mouvement de rotation d’un pignon par l’intermédiaire de la chaine.
La roue arrière est solidaire du pignon et c’est son mouvement de rotation qui fait avancer le vélo.
La transmission d’un vélo
Adapté de Thomas Dutour, Shutterstock.com
Les particularités du mouvement (3e secondaire)
Clique sur les liens pour voir plus de détails sur chaque particularité.
Le mécanisme à chaine et à roues dentées est réversible, puisque l’une ou l’autre des roues dentées peut être l’organe menant ou l’organe mené.
Le sens de rotation des composants
Le mouvement de rotation des roues dentées situées à l’intérieur de la courroie s’effectue dans le même sens.
Le mouvement de rotation des roues dentées situées à l’extérieur de la courroie s’effectue dans le même sens.
Le sens de rotation des roues dentées situées à l’intérieur de la chaine est inverse à celui des roues dentées situées à l’extérieur de la chaine.
Le mécanisme à chaine et à roues dentées peut produire un changement de vitesse de rotation lorsque le diamètre de la roue menante et celui de la roue menée sont différents.
Avantages et inconvénients (4e secondaire)
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
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Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée
Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée transmet le mouvement de rotation d’une vis sans fin à une roue dentée.
Le symbole du mécanisme à vis sans fin et à roue dentée
Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée comprend une seule vis sans fin, dont les filets sont en contact avec une ou plusieurs roues dentées.
Lors de la rotation de la vis sans fin, les filets de celle-ci s’emboitent dans les dents d’une roue dentée et entrainent celle-ci dans un mouvement de rotation.
Un tour complet de la vis sans fin fait tourner la roue dentée d’une seule dent. Ce mécanisme occasionne ainsi une grande réduction de la vitesse.
On dit que la vis est sans fin, puisqu’elle peut entrainer la roue dentée en rotation indéfiniment.
Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée
Les clés d’une guitare sont des mécanismes à vis sans fin et à roue dentées.
Le mouvement de rotation d’une vis sans fin entraine le mouvement de rotation d’une roue dentée. Chaque roue dentée est reliée à une corde de la guitare, qui peut être tendue ou détendue au besoin.
Les clés d’une guitare
Adapté de Dan Bridge, Shutterstock.com
Les particularités du mouvement (3e secondaire)
Clique sur les liens pour voir plus de détails sur chaque particularité.
Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée est non réversible, puisque, généralement, seule la vis sans fin (organe menant) peut actionner le mécanisme. La roue dentée est bloquée et ne peut pas amorcer un mouvement.
Le sens de rotation des composants
On ne peut pas comparer le sens de rotation des composants, puisque l’axe de rotation de la vis sans fin est perpendiculaire à l’axe de rotation de la roue dentée.
Le mécanisme à vis sans fin et à roue dentée permet de réduire la vitesse du mouvement de rotation transmis à la roue dentée.
Avantages et inconvénients (4e secondaire)
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
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Exercices
À voir aussi
- Les changements de vitesse dans les mécanismes de transmission du mouvement
- Les mécanismes de transformation du mouvement
- Les mouvements mécaniques
- L’adhérence et le frottement entre les pièces
- Les mécanismes réversibles et non réversibles
- Le sens de rotation dans les mécanismes de transmission du mouvement