explication de l'homocynétisme dans les joints de cardan.

Bonsoir! :(
Les vaporistes ayant le sens du partage, je mets une copie de ce topic ici , parce que ça concerne tout le monde.
Transmission de la vitesse de rotation du moteur à l'arbre d'hélice.

On discute souvent autour des bassins de la meilleure façon de relier l'arbre moteur à celui de l'hélice. Aussi allons nous parler de plusieurs d'entre eux et discuter de leur façon de transmettre le mouvement moteur à l'hélice dans les meilleurs conditions.

Le joint de cardan , inventé en 1545 par un Italien qui bricolait les boussoles.
Ce qu'il faut savoir à propos de ce joint de cardan, c'est que l'angle formé par   les "fourchettes"  provoque une non linéarié de la vitesse angulaire d'un arbre par rapport à l'autre. Il n'est pas homocynétique.
En d'autres termes, ils ne tournent pas à la même vitesse.
Pour palier à ce problème, il faut intercaler un autre joint de cardan , calé à 90° par rapport au premier.
La vitesse perdu sur l'un sera rattrapée sur l'autre et permettra ainsi aux deux de tourner à la même vitesse.
Le joint de cardan devient homocynétique.

Mon copain JPA qui n'est jamais à cours d'idée nous a confectionné ce petit montage afin de nous expliquer l'homocinétisme du cardan

Voici une "histoire de cardan ou les mystères du joint homocinétique enfin dévoilés"
Homocinétique : du grec homo (et oui les Grecs sont comme ça) qui signifie "même ou identique" et cinétique (toujours du grec) qui signifie "mouvement ou vitesse". Autrement dit homocinétique signifie qui "tourne à la même vitesse" ou "qui a le même mouvement"

On comprend facilement qu'avec un joint à simple cardan, lorsque l'arbre menant (entraîné par le moteur) fait un tour, l'arbre mené (entraînant l'hélice) fait églement un tour. On serait tenté de dire alors que les deux arbres tournent à la même vitesse. Peut-être, mais en y regardanr de plus près, les mouvements ne sont pas identiques !

Considérons le petit montage de démonstration que j'ai réalisé :
L'arbre menant est solidaire du plateau gradué situé au premier plan et celui-ci va tourner dans le sens anti-horaire;
L'arbre mené est solidaire du plateau gradué situé à l'arrière plan
Le trait barrant chaque plateau sur un diamètre complet symbolise l'axe du croisillon qui lui correspond 

La première photo nous montre l'état initial, les petites croix permettent de visualiser   le point de départ,



Deuxième photo : l'arbre menant a tourné de 30° vers la gauche, on voit nettement que l'arbre mené a pris quelques degrés d'avance


Troisième photo : l'arbre menant a tourné de 90° vers la gauche, l'arbre mené a ralenti et s'est recalé sur l'arbre menant


Quatrième photo : l'arbre menant a maintenant effectué une rotation de 120°  vers la gauche, surprise : l'arbre mené a maintenant pris du retard,


Cinquième photo : les deux arbres ce sont recalés l'un part rapport à l'autre,
Et ainsi de suite

On constate donc que si l'on réalise un joint à simple cardan, ce joint n'est pas homocinétique, il faut un deuxième cardan pour annuler le mouvement de balancement de l'arbre de sortie. Ceci fera l'objet d'une autre démonstration 


Il serait très interressant de faire une vidéo du montage entraîné par un moteur électrique, le tout éclairé par un stroboscope, car en réglant correctement la fréquence des flashes, on verrait nettement l'arbre menant tournant régulièrement et l'arbre mené animé d'un mouvement de balancement.

A partir de là, ce qu'on peut dire sur l'installation d'un cardan.
Tout d'abord, il faut que les deux axes soient dans un même plan.

Et puis, vous allez trouver ça sur un autre forum vous autres!  :cheers:
Cordialment!

Très belle démonstration.
Il faudra que j'essais le montage avec le stroboscope..Demain si j'ai un peu de temps.

Bonsoir
Un complement d'explication

j'avais fais un petit schéma pour bien expliquer si j'ai bien compris l'expression des vitesses du cardan côté menant et côté mené


l'amplitude de la vitesse du cardan mené dépend de l'angle formé avec le cardan menant
En tous cas je le voie comme ça
Qu'en pensez vous '
a+

Salutatous
Ohlala, y va beaucoup mieux notre ami Plomb, y vient de rebrancher le cerveau.
A+
Patrick

bonjour

j'en pense pas moins.............

Pourquoi pas ?
Si je peux imaginer effectivement que la vitesse linéaire de l'extrémité du cardan mené varie en fonction de l'angulation ( selon la sinusoïde de Plomb ), j'ai du mal à concevoir, en reprenant les photos de Kbio, que la vitesse angulaire du mené ne soit pas identique au menant..... :study:
:trin: Didier

didier
Tu as raison didier .
la vitesse de rotation du menant et parfaitement égale à la vitesse "moyenne" angulaire du mené .
Qui dit vitesse angulaire "moyenne" indique qu'elle n'est pas linèaire .(voir graphique )
Lors d'un tour du menant le mené fait également parfaitement un tour .
Là ,il y a pas de pièce à y mettre

a+

D'accord Plomb, mais c'est quand même drôlement bizarre............
Didier

bonsoir, pour faire avancer le schmilblick :

2 sites avec la théorie associée, le site espagnol donnant la courbe de vitesse de sortie : on voit bien qu'elle n'est plus sinusoïdale.
http://sapitflex.trizerodb.com/it/alberi-cardanici.php?lang=FR
http://mecfunnet.faii.etsii.upm.es/Xitami/webpages/a9.html

@+

Hello!
Les photos explicatives sont remises en place.
Les nouveaux pourront en profiter!
Cordialement.

Bonjour,

Avec la remonté de ce post tu me ramènes 35 ans en arrière lors de mes cours de méca générale .
D'ailleurs un de nos grands ingénieur André Citroen avait bien compris le problème lors de la fabrication de ces célèbres tractions avants en accouplant 2 cardans pour avoir la fameuse transmission homocinétique..

Scyllias

Bonjour ,

Oui merci beaucoup , très intéressant cette histoire de cardans , pour moi les cardans c'était juste ...........échange-standard

Cordialement