Système roue-plan
Définition :
Le système roue et plan permet de transformer le mouvement de rotation en un mouvement de translation.
Si le plan sert de référence, il y a translation du dispositif lié à la roue (cas d'un véhicule terrestre). Si la roue sert de référence, c'est le plan qui est en translation (cas d'une bande transporteuse sur une chaîne de production).
Attention :
Le système roue-plan constitue une transmission par friction. Il existe donc un glissement entre la roue et le plan. La vitesse périphérique de la roue et la vitesse de translation du plan peuvent donc être légèrement différents.
Exemple : Véhicule terrestre
La relation entre la vitesse de la roue et la vitesse du véhicule dépend de l'état du gonflage des pneus.
D'autre part l'adhérence présente une limite dépendant du coefficient de frottement entre le pneu et la route. Sur sol glissant, ou en cas de blocage des pneus, il peut y avoir perte d'adhérence. Le système ABS permet de limiter ce risque.
Exemple : Bande transporteuse
Une bande transporteuse est un dispositif de transport ou de manutention permettant le déplacement continu de marchandises en vrac ou de charges isolées. Elle est constituée essentiellement d'une bande sans fin en matériau souple entraînée et supportée par des poulies motorisées.
Fondamental : Modélisation
Un système roue-plan peut être représenté par le schéma ci-contre :
Entrée : énergie de rotation, caractérisée par une vitesse angulaire ω et un couple C.
Sortie : énergie de translation, caractérisée par une vitesse linéaire V et une force F.
Paramètres :
Le rayon détermine la relation entre les vitesses
Le rendement permet de quantifier la capacité de transmission de l'effort
En hypothèse simplificatrice, le glissement est négligé et le coefficient de frottement tel qu'il y a toujours adhérence.
Grandeurs de flux :
On fait l'hypothèse que la transmission de mouvement se fait sans glissement.
La vitesse du plan est donc égale à la vitesse périphérique de la roue.
Dans le cas d'une roue déformable (exemple : pneumatique) le rayon peut dépendre de la charge supportée par la roue.
Grandeurs d'effort :
Le plan est soumis à une contrainte F qui génère un couple résistant.
Le couple moteur en entrée doit également fournir les pertes caractérisées par le rendement.
Exemple : Système roue-plan avec MATLAB Simulink
