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Examens nationaux

Baccalauréat · Série E · Construction mécanique — 2022

BAC E — Construction mécanique — Sujet type n° 3

  • Série E
  • ⏱ 6 h
  • Coefficient 6
  • Niveau difficile
  • 12 questions

Consignes

  • Le candidat traitera les trois parties.
  • Les tracés seront exécutés aux instruments ; les traits de construction resteront apparents.
  • Toute valeur numérique sera donnée avec son unité et arrondie au centième.

Partie I — Lecture de dessin et cotation

Le dessin ci-dessous représente un moyeu à collerette destiné à être monté sur un arbre.

80∅ 132∅ 52 H7Vue de face — coupe A-AVue de gaucheCotes en millimètres.
1.
Nommer les deux vues représentées et indiquer, en justifiant, la nature de la coupe utilisée sur la vue de face.
1,5 pts
2.
Que représentent les hachures ? Pourquoi la partie centrale n'en porte-t-elle pas ?
1 pt
3.
Relever le diamètre extérieur, le diamètre de l'alésage et la longueur totale de la pièce.
1,5 pts
4.
Que signifie l'indication ∅ 52 H7\varnothing\,52\ \mathrm{H7} ? À quel type d'ajustement cette pièce est-elle destinée si l'arbre porte la cote ∅ 52 g6\varnothing\,52\ \mathrm{g6} ?
2 pts

Partie II — Résistance des matériaux : flexion simple

Une poutre droite ABAB de portée L=4,00 mL = 4{,}00\ \mathrm{m}, reposant sur deux appuis simples, supporte une charge ponctuelle F=6,00 kNF = 6{,}00\ \mathrm{kN} appliquée à a=1,50 ma = 1{,}50\ \mathrm{m} de l'appui AA. Le poids propre est négligé.

La section est rectangulaire : largeur b=100 mmb = 100\ \mathrm{mm}, hauteur h=200 mmh = 200\ \mathrm{mm}. La contrainte admissible du matériau vaut σadm=10 MPa\sigma_{\text{adm}} = 10\ \mathrm{MPa}.

1.
Calculer les réactions d'appui RAR_A et RBR_B.
2 pts
2.
Déterminer l'expression de l'effort tranchant T(x)T(x) sur chacun des deux tronçons et tracer son diagramme.
2 pts
3.
Déterminer le moment fléchissant maximal Mmax⁡M_{\max} et préciser la section où il apparaît.
2 pts
4.
Calculer la contrainte normale maximale dans la poutre et vérifier la résistance de la section.
2 pts

Partie III — Transmission par engrenages

Le réducteur ci-dessous comporte deux étages. Les roues 22 et 33 sont solidaires du même arbre intermédiaire. L'arbre d'entrée tourne à N1=1 500 tr⋅min−1N_1 = 1\,500\ \mathrm{tr\cdot min^{-1}} et reçoit une puissance P1=2,00 kWP_1 = 2{,}00\ \mathrm{kW}.

1Z = 202Z = 603Z = 254Z = 75N₁ = 1 500 tr/minN₄ = ?Les roues 2 et 3 sont solidaires du même arbre.
1.
Établir l'expression du rapport de transmission   r=N4N1  \;r = \dfrac{N_4}{N_1}\; en fonction des nombres de dents, puis le calculer.
2 pts
2.
En déduire la vitesse de rotation N4N_4 de l'arbre de sortie.
1,5 pts
3.
Indiquer le sens de rotation de l'arbre de sortie par rapport à celui de l'entrée. Justifier.
1 pt
4.
Le rendement global du réducteur vaut η=0,90\eta = 0{,}90. Calculer le couple disponible sur l'arbre de sortie.
1,5 pts

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