Machines Simples et leurs Applications

Machines Simples

• Les machines simples sont des outils qui utilisent peu de pièces pour réduire la force nécessaire à un travail, tout en augmentant la précision et la vitesse.
• Il existe 6 types de machines simples, dont 3 principales : le plan incliné, la roue et le levier.

Plan Incliné

• Un plan incliné est une surface plane inclinée par rapport à l'horizontale.
• Il diminue la force nécessaire pour monter ou descendre une charge (objet).
• Une pente très inclinée nécessite une force plus grande sur une courte distance.
• Une pente peu inclinée nécessite une force plus petite sur une grande distance.
• Des exemples incluent les rampes et les escaliers.
• Un coin est un exemple particulier de plan incliné où deux surfaces planes inclinées s'opposent l'une à l'autre.
• Ils servent à exercer une force pour séparer des objets.
• Exemples : couteaux, ciseaux, et le bout d'un clou.

Vis

• Une vis est un plan incliné enroulé autour d'un axe.
• Elle permet de maintenir des pièces ensemble.
• Un filet serré (vis à filetage serré) nécessite moins de force pour fonctionner.
• Un filetage large nécessite plus de force pour fonctionner.
• Exemples : vis, vis sans fin comme une souffleuse à neige.

Roue

• Une roue est une partie circulaire qui tourne autour d'un axe.
• Elle remplace le point fixe d'un levier par un axe (l'essieu).
• Les leviers liés à la roue sont disposés autour de l'axe, permettant une rotation de 360°.
• Elle permet d'augmenter la distance parcourue par une force donnée.
• Exemples : moulins, brouettes, vélos.

Poulie

• Une poulie est une roue munie d'une rainure dans laquelle une corde ou un câble se déplace.
• Elle modifie la direction de la force appliquée.
• Une poulie fixe ne change pas la quantité de force requise, mais change la direction de la force utilisée.
• Un système de poulies mobiles modifie la quantité de force nécessaire.
• Exemples : stores vénitiens, pompes à essence, dispositifs d'entraînement, cordes à étendre.

Levier

• Un levier est une pièce qui pivote autour d'un point d'appui.
• La longueur du levier influence la force nécessaire pour soulever une charge.
• Les trois parties d'un levier sont le point d'appui, la force motrice, et la charge.
• Il existe trois types de leviers: - Le levier inter-appui : le point d'appui est entre la charge et la force motrice. Exemples: balançoire, ciseaux - Le levier inter-résistant: la charge est entre le point d'appui et la force motrice. Exemples : brouette, couteau boulanger - Le levier inter-force: la force motrice est entre le point d'appui et la charge, Exemples: pince, étau
• L'avantage mécanique d'un levier est le rapport entre la distance du point d'appui jusqu'à la force motrice et la distance entre le point d'appui jusqu'à la charge
• Exemples : balançoires, pinces, ciseaux.

Transmission de Mouvement

• Un mécanisme de transmission de mouvement transmet le mouvement d'une pièce à une autre sans modifier la nature du mouvement.
• Le mouvement reste le même entre les différentes pièces.

Engrenages

• Les engrenages sont utilisés pour la rotation silencieuse, le sens de rotation inverse et la transmission de puissance.
• Ils permettent de modifier la vitesse et le sens de rotation.

Roues de Friction

• Les roues de friction transmettent le mouvement par frottement.
• Ils servent à modifier la vitesse de rotation.

Cardan

• Le cardan sert à transmettre la puissance aux roues, même si elles sont angulées.

Poulies et Courroies

• Les poulies et courroies servent à transmettre le mouvement de rotation à de grandes distances.
• Différents types de montés existent.
• L'inversion du mouvement est possible, mais le frottement peut affecter la longévité.

Roues Dentesés et Vis Sans Fin

• Les roues dentées et les vis sans fin permettent de réduire la vitesse.
• La roue dentée effectue une rotation perpendiculaire à la vis sans fin.

Transformation de Mouvement

• Un mécanisme de transformation de mouvement transmet un mouvement d'une pièce à une autre en modifiant la nature du mouvement.
• Le mouvement change d'une pièce à l'autre.

Pignon et Crémaillère

• La rotation d'un pignon entraîne la translation rectiligne d'une crémaillère, et vice-versa.
• Exemples : tournevis, tire-bouchon.

Came et Tige Poussoir (Galet)

• La rotation d'une came entraîne la translation rectiligne d'une tige.

Bielle et Manivelle

• La rotation d'une manivelle entraîne la translation rectiligne d'un piston.