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Examens nationaux

Baccalauréat · Série E · Construction mécanique — 2023

BAC E — Construction mécanique — Sujet type n° 2

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

Consignes

  • Le candidat traitera les trois parties.
  • Les tracés doivent être réalisés aux instruments et respecter les normes du dessin technique.
  • Toute application numérique doit être précédée de la formule littérale.

Partie I — Lecture de dessin et cotation

Le document ci-dessous représente, en projection orthogonale, une pièce d'appui usinée dans un bloc d'acier.

16090⌀3280Vue de faceVue de dessusÉpaisseur : 80
1.
Nommer les vues représentées et indiquer les dimensions hors-tout de la pièce (longueur, hauteur, largeur).
2 pts
2.
Que signifie l'indication 32\varnothing 32 ? Quel procédé d'usinage permet de réaliser cette forme ?
1,5 pts
3.
Expliquer la signification des traits interrompus fins et des traits mixtes fins utilisés sur un dessin technique.
1,5 pts
4.
Un alésage est coté 32H7\varnothing 32\,H7 et l'arbre correspondant 32g6\varnothing 32\,g6. De quel type d'ajustement s'agit-il ? Justifier.
2 pts

Partie II — Résistance des matériaux : traction

Une barre de suspension en acier, de section rectangulaire S=200 mm2S = 200\ \mathrm{mm}^{2} et de longueur L=2 mL = 2\ \mathrm{m}, supporte un effort de traction F=40 kNF = 40\ \mathrm{kN}.

Données

Module d'élasticité de l'acier : E=200 GPaE = 200\ \mathrm{GPa}. Limite élastique : Re=250 MPaR_{e} = 250\ \mathrm{MPa}. Coefficient de sécurité exigé : s2s \ge 2.

1.
Calculer la contrainte normale dans la barre, en MPa\mathrm{MPa}.
2 pts
2.
Calculer le coefficient de sécurité réel. La barre est-elle correctement dimensionnée ? Conclure.
2 pts
3.
Calculer l'allongement de la barre sous cette charge.
2 pts
4.
Déterminer la section minimale que devrait avoir la barre pour respecter le coefficient de sécurité exigé.
1 pt

Partie III — Transmission de puissance

Un moteur tournant à N1=1500 tr/minN_{1} = 1\,500\ \mathrm{tr/min} entraîne, par une courroie, l'arbre d'une machine-outil. La poulie motrice a un diamètre D1=100 mmD_{1} = 100\ \mathrm{mm}, la poulie réceptrice D2=250 mmD_{2} = 250\ \mathrm{mm}. La puissance transmise est de 3 kW3\ \mathrm{kW}.

1.
Calculer le rapport de transmission et la fréquence de rotation de l'arbre récepteur.
2 pts
2.
S'agit-il d'un réducteur ou d'un multiplicateur ? Que devient le couple ?
1,5 pts
3.
Calculer le couple disponible sur l'arbre récepteur, en négligeant les pertes.
2 pts
4.
Citer deux avantages et un inconvénient de la transmission par courroie par rapport à un engrenage.
0,5 pt