Un exercice sur les transmissions par engrenages, avec des valeurs qui changent à chaque fois. Réponds aux questions, vérifie, puis compare ta démarche avec le corrigé détaillé.

Énoncé

Un moteur électrique tourne à N1 = 950 tr/min et fournit une puissance mécanique P1 = 1,5 kW. Il entraîne un convoyeur par un engrenage : pignon moteur de Z1 = 20 dents, roue de Z2 = 43 dents. Le rendement de l’engrenage vaut η = 0,96.

Le bouton « Nouvel exercice », en haut, tire de nouvelles valeurs.

Tes réponses

tr/min
N·m
Voir le corrigé détaillé
  1. Rapport de transmission : r = Z1 ÷ Z2 = 20 ÷ 43 ≈ 0,465 (réducteur : r < 1).
  2. Vitesse de sortie : N2 = r × N1 = 0,465 × 950 ≈ 442 tr/min.
  3. Vitesse angulaire : ω2 = 2π × N2 ÷ 60 ≈ 46,27 rad/s.
  4. Puissance de sortie : P2 = η × P1 = 0,96 × 1 500 = 1 440 W.
  5. Couple de sortie : C2 = P2 ÷ ω2 = 1 440 ÷ 46,27 ≈ 31,1 N·m.

La vitesse est divisée par 2,15 et le couple est multiplié d’autant (au rendement près) : c’est le rôle d’un réducteur.

La méthode

  1. Rapport de transmission : r = N sortie ÷ N entrée = Z menante ÷ Z menée.
  2. Vitesse de sortie : N2 = r × N1.
  3. Convertir en rad/s : ω = 2π × N ÷ 60.
  4. Couple de sortie : C2 = P2 ÷ ω2, avec P2 = η × P1.

Les erreurs à éviter

  • Inverser le rapport des dents : la petite roue menante fait tourner la grande roue plus lentement.
  • Utiliser des tr/min dans P = C × ω : il faut des rad/s.
  • Oublier le rendement : la puissance de sortie est plus faible que la puissance d’entrée.

Pour aller plus loin

Cet exercice est tiré du cours animé Les transmissions mécaniques (lycée) : des animations à manipuler, d’autres exercices corrigés et un quiz expliqué.

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