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Examens nationaux

Baccalauréat · Série E · Construction mécanique — 2024

BAC E — Construction mécanique — Sujet type n° 1

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

Consignes

  • L'épreuve comporte trois parties indépendantes : lecture de dessin, résistance des matériaux et transmission de puissance.
  • L'usage de la calculatrice non programmable est autorisé.
  • Toute réponse numérique doit être accompagnée de son unité.
  • On prendra π3,1416\pi \approx 3{,}1416.

Partie I — Lecture de dessin et cotation

Le dessin ci-dessous représente, en vue de face, une semelle de palier destinée à être fixée sur un bâti par quatre vis.

300A12060Ø 844 × Ø 18
1.
Indiquer le diamètre de l'alésage central et le diamètre des trous de fixation.
1,5 pts
2.
L'entraxe horizontal AA entre deux trous voisins n'est pas coté sur le dessin. Le déduire des cotes existantes, sachant que les trous sont disposés symétriquement.
2 pts
3.
Calculer la distance entre l'axe d'un trou et le bord le plus proche de la semelle, dans le sens de la longueur.
2 pts
4.
L'alésage central porte la spécification 84 H7\varnothing 84\ H7. Expliquer la signification de cette indication et préciser le type d'ajustement recherché.
1,5 pts

Partie II — Résistance des matériaux : traction

Une tige cylindrique en acier, de diamètre d=20 mmd = 20\ \mathrm{mm}, est soumise à un effort de traction F=40000 NF = 40\,000\ \mathrm{N}.

Données

  • Résistance élastique de l'acier : Re=250 MPaR_e = 250\ \mathrm{MPa}
  • Coefficient de sécurité adopté : s=2s = 2
  • Rappel : 1 MPa=1 Nmm21\ \mathrm{MPa} = 1\ \mathrm{N\cdot mm^{-2}}
5.
Calculer la section droite de la tige, en millimètres carrés.
2 pts
6.
Calculer la contrainte normale dans la tige.
2 pts
7.
Calculer la résistance pratique à l'extension RpeR_{pe}.
1,5 pts
8.
La tige convient-elle ? Justifier, puis proposer une solution si tel n'est pas le cas.
1,5 pts

Partie III — Transmission par engrenages

Un pignon de Z1=20Z_1 = 20 dents, tournant à N1=1500 tr/minN_1 = 1\,500\ \mathrm{tr/min}, entraîne une roue de Z2=60Z_2 = 60 dents. La puissance transmise est de 3 kW3\ \mathrm{kW} et le rendement est supposé égal à 11.

9.
Calculer le rapport de transmission r=N2N1r = \dfrac{N_2}{N_1}.
1,5 pts
10.
En déduire la fréquence de rotation de la roue.
1,5 pts
11.
Calculer le couple transmis par le pignon.
1,5 pts
12.
Calculer le couple disponible sur la roue.
1,5 pts