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Organisation fonctionnelle d’un produit Génie mécanique
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I- RAPPEL 1- Cycle de vie d’un produit (Manuel de cours page 9)
2- L’analyse fonctionnelle externe d’un produit (Manuel de cours page 9)
L’analyse fonctionnelle externe d’un produit a pour objectif de présenter ce produit comme un ensemble cohérent de satisfactions aux besoins énoncés par l’utilisateur c'est-à- dire un ensemble de fonction de service.
II- L’analyse fonctionnelle interne d’un produit (Manuel de cours page 10-11) 1- Définition :
L’analyse fonctionnelle externe d’un produit consiste à rechercher le maximum de solutions à chacune des fonctions techniques permettant d’assurer les fonctions de service avant de choisir la solution la mieux adaptée et moins coûteuse en utilisant l’outil FAST.
Analyse fonctionnelle externe d’un produit
Analyse du besoin
Etude de faisabilité
CdCF
Analyse fonctionnelle interne d’un produit
Analyse des fonctions techniques affin d’assurer les fonctions de service
décrites dans CdCF et de permettre la matérialisation des concepts de solution
technique
Etude de faisabilité
Conception
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2- Démarche :
N.B. : On se limitera à l’étude de la tâche :
« RECHERCHER DES SOLUTIONS POUR CHAQUE FONCTION »
3- Recherche des solutions pour chaque fonction : Dans cette étape, le concepteur cherche une ou plusieurs fonctions techniques (FT) (Ex. transmission, guidage, transfert,…) pour assurer une fonction de service FS. Pour classer les FT, on utilise l’outil F.A.S.T. (Fonction Analyses System Technique) en répondant aux questions :
Concevoi
r
Rechercher des
idées et des
solutions
Etudier les (ou
la) solution(s)
Evaluer les (ou
la) solution(s)
Besoin exprimé
CdCF
Solutions
antérieures
Rechercher des
solutions pour
chaque
fonction
Combiner les
solutions
Sélectionner les
solutions
Besoin exprimé
CdCF
Solutions
antérieures
Propositions des
solutions
Quand ?
Quand ?
Comment ?Pourquoi ?
FONCTION
-Pourquoi ? Cette question concerne la fonction précédente, la réponse commence par "pour ".
-Quand ? Cette question s'applique à une ou des fonctions situées au même niveau. La réponse commence par "si simultanément ".
-Comment ? Cette question s'adresse à la fonction suivante, la réponse commence par "en".
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FT2Fonction de
service
FT1
FT3
FT11
FT21
FT22
FT31
FT32
FT211
FT212
FT213
FT311
FT312
Chaîne fonctionnelle optimale
Divergence en ET
Divergence en OU
4- Exemple : Pompe à pied (Manuel de cours page 13,14 et 15)
Pour illustrer ce qui précède, prenons l’exemple : « la pompe à pied »
La pompe à pied figure ci-contre permet d'emmagasiner dans une enceinte fermée un fluide (air) sous une pression maximale de 6 bars. Exemples : Chambre à air, bateau pneumatique, etc.
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A partir de ce diagramme :
En posant la question : Comment permettre à l’utilisateur d’aspirer l’air ambiant et le
refouler à une pression voulue? (Fp) Nous répondons : En transmettant et ampli- fiant
l’effort de l’utilisateur, (Ft1) en transformant l'énergie mécanique en énergie pneu- matique
(Ft2) et en indiquant la valeur de la pression (Ft3).
On peut répondre à la question : Pourquoi transmettre et amplifier l'effort de l'utili-
sateur? par : Pour permettre à l'utilisateur d’aspirer l’air ambiant et le refouler à une
pression voulue.
En posant la question : Quand faut il indiquer la valeur de la pression d’air ? nous
répondons par : Si seulement si on a transmis et amplifié l’effort de l’utilisateur et on a
transformé l’énergie mécanique en énergie pneumatique.
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III- Application : Système d’étude « Dispositif de serrage » (Manuel de cours page 16-17)
Travail demandé
En se référant au dessin d’ensemble fourni (page
17) du dispositif de serrage, on demande de :
➣ Compléter le diagramme F.A.S.T. relatif à la fonction
principale : FP «fixer la pièce à usiner» ➣ Compléter le schéma cinématique en précisant
l’emplacement de chaque fonction technique figurant
dans le F.A.S.T. FT11 : Interposer une
liaison hélicoïdale
FT111 : Assurer la
rotation à la vis (7)
FT112 : Assurer la
translation de
FT1111 : Lier la vis
(7) à l’arbre moteur FT1112 : guider la
vis (7) en rotation
FT1121 : prévoir
Composants
Accouplement
(10 ;11;12 ) ................................
................................
................................
................................
FP : Fixer la
pièce à usiner
FT1 : Transmettre
l’énergie motrice à
la bride (1)
FT12 : Interposer
un système
articulé
la cale (6)
FT121 : Fixer la
chape (3) au
support (9)
une forme prismatique
................................
................................
................................
................................
Schéma cinématique
..................
FT11
..................
..................
FT122 : Guider la
bride en rotation
ème
(2
solution)
...............................
................................
Moteur
Proposer une autre solution technique (composants)
pour la fonction FT122 «guider la bride en rotation»
.................. ..................
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Diagramme FAST
FT1111 : Lier la vis
(7) à l’arbre moteur
Accouplement
(10 ;11;12)
FT111 : Assurer la
rotation à la vis (7)
FT1112 : guider la
vis (7) en rotation
- Forme cylindrique
- Coussinet (18)
- Anneau élastique (8)
FT112 : Assurer la
translation de
la cale (6)
FT1121 : prévoir
une forme
prismatique
- Rainure sur (9)
- Forme de (6)
- 2 vis à tête
cylin- drique à six
pans creux M4 (17)
FT121 : Fixer la
chape (3) au
support (9)
FT122 : Guider la
bride en rotation
ème
(2
solution)
- Axe (2)
- Anneau élastique (16)
- Chape (3)
- Axe (2)
- Anneau élastique (16)
- Coussinet
Schéma cinématique
FT122 FT11 FT1112 FT1111
Moteur
FT121 FT1121
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........................
........................
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IV- Evaluation : Système d’étude « Tour semi-automatique » (Manuel de cours page 20 à 23)
Travail demandé
En se référant au dessin d’ensemble du tour semi-automatique (page 21), on
demande de :
➣ Compléter le diagramme F.A.S.T. relatif à la fonction technique :
FT1 «Animer la pièce d'un mouvement de rotation continue» en indiquant les noms
des composants.
Composant(s)
FT1111 : Lier la
poulie motrice à
l’arbre moteur
........................
........................
........................
FT1 :
Animer la
pièce d’un
mouvement
de rotation
continue.
FT11 : Transmettre
la rotation de
l’arbre moteur au
mandrin en 3
vitesses
FT111 :Interposer
deux poulies
étagées +
courroie
FT1112 : Lier la
poulie réceptrice
à la broche
FT1113 :
Interposer un lien
flexible entre les
deux poulies
........................
........................
........................ ........................
........................
........................
FT112 : Régler
........................... la tension de la ...........................
courroie ...............
FT12 : Fixer le
moteur
.......................
...........................
...................
FT13 : Assurer le ....................... guidage en rotation
........................... de la broche (12) ...................
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Vis (3) + Ecrou (4) +
Trou oblong sur (8)
........................
........................
........................
Corrigé :
Travail demandé
En se référant au dessin d’ensemble du tour semi-automatique (page 21), on
demande de :
➣ Compléter le diagramme F.A.S.T. relatif à la fonction technique :
FT1 «Animer la pièce d'un mouvement de rotation continue» en indiquant les noms
des composants.
Composant(s)
FT1111 : Lier la
poulie motrice à
l’arbre moteur
Ergot (26) + Rondelle (22)+ Vis (21) + Epaulement sur (23)
FT1 :
Animer la
pièce d’un
mouvement
de rotation
continue.
FT11 : Transmettre
la rotation de
l’arbre moteur au
mandrin en 3
vitesses
FT111 :Interposer
deux poulies
étagées +
courroie
FT1112 : Lier la
poulie réceptrice
à la broche
FT1113 :
Interposer un lien
flexible entre les
deux poulies
Clavette (7) + Anneau élastique (6) + Rondelle (10) + Epaulement sur (12)
Courroie (5)
FT12 : Fixer le
moteur
.......................
...........................
...................
FT13 : Assurer le ....................... guidage en rotation
........................... de la broche (12) ...................
FT112 : Régler
........................... la tension de la ...........................
courroie ...............
4 Vis (27) + support
moteur (24)
2 Coussinets (11)
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Diagramme FAST: Quelques fonctions à retenir et à trouver à partir du dessin d’ensemble proposé :
Lier deux pièces
Assurer l’étanchéité
Arrêt en …………
Arrêt en …………..
…………………………
…………………………
……………………………..
Divergence en ……
Transformer l’énergie électrique en énergie mécanique(Rotation)
Guider en rotation
Lier en rotation (=guider en translation)
Transmettre la rotation
Transformer la rotation en translation
………………….
……………………………...
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
……………………………..
Divergence en ……
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Diagramme FAST: Quelques fonctions à retenir et à trouver à partir du dessin d’ensemble proposé :
Transformer l’énergie électrique en énergie mécanique(Rotation)
Guider en rotation
Lier (Arréter) en rotation (=guider en translation)
Transmettre la rotation
Transformer la rotation en translation
Moteur électrique
(Mt…)
Roulements
Coussinets
Contact direct (Palier lisse)
Forme cylindrique + clavette
Cannelures
Vis à téton + rainure
Poulies et courroie
Pignons et chaîne
Engrenage (Pignon+Roue dentée)
Accouplements
Vis - écrou
Pignon- crémaillère
Bielle manivelle
Came - (Excentrique)
Divergence en OU
Lier deux pièces
Assurer l’étanchéité
Arrêt en rotation
Arrêt en translation
Exp : clavette
Exp : anneau élastique +
épaulement
Joint d’étanchéité (exp : joint à lèvres)
Divergence en ET
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