Arborele cardanic (sau mai precis articulația Cardan ) este un dispozitiv mecanic care permite transmiterea unei rotații unghiulară între doi arbori ale căror axe coincid geometric. Aceasta este o modalitate de a realiza o conexiune de la minge la deget .
Această tehnică (care nu trebuie confundată cu suspensia articulației cardanice ) este utilizată la vehicule pentru a cupla doi arbori rotativi care nu sunt aliniați sau ale căror poziții unghiulare, una față de cealaltă, pot varia; de exemplu axa volanului și a cutiei de direcție, în special în cazul unui volan reglabil pe înălțime față de șofer.
Designul său este atribuit lui Jérôme Cardan , un inginer italian al Renașterii.
Invenția acestui sigiliu în 1545 este atribuită matematicianului italian Jérôme Cardan (1501-1576). Acest celebru om de știință italian ar fi fost inspirat de o busolă marină fixată pe două cercuri articulate. El a descris articulația care îi poartă numele într-un tratat de fizică numit De subtilitate rerum .
Vitezele medii pe o rotație sunt identice pe cei doi arbori conectați de articulație, dar în timpul revoluției, unghiul format de „furci” determină o neliniaritate a vitezei unghiulare a unui arbore față de celălalt.: cardanul unic nu este o viteză constantă . Acest lucru poate fi remediat prin adăugarea unei a doua articulații unghiulare identice în transmisie, cele două furci ale arborelui median fiind aliniate în cel mai frecvent caz particular, în care toți arborii sunt în același plan. Trecem astfel de la arborele de intrare la arborele de ieșire prin două semiunghiuri identice, variațiile unghiulare cauzate de fiecare dintre îmbinările universale fiind egale și opuse.
Utilizarea cea mai cunoscută a articulației cardanice este în automobil, ca transmisia puterii între motor și roțile motoare: prezența unui axleless de suspensie modifică poziția axelor roților în raport cu axa diferențial . În cazul roților directoare și de tracțiune (în cazul vehiculelor de tracțiune ), utilizarea unei articulații de transmisie devine esențială.
Faptul că articulația cardanică nu are o viteză constantă nu a împiedicat utilizarea acesteia: Citroën 2 CV avea un singur arbore cardan pe roată la primele modele, ceea ce a cauzat oscilația sa caracteristică la rotirea sau pornirea roților.
Absența homocineticii articulației Cardan este îmbunătățită considerabil prin montarea acesteia de două ori, pe fiecare parte a vehiculului (adesea cu o extensie de alunecare suplimentară), așa cum a fost cazul la 2 CV din anii 1970, deoarece axa roții rămâne aproximativ paralelă cu cea a arborelui motorului. Absența unui paralelism strict se datorează:
Deoarece un cardan dublu nu anulează complet variațiile de viteză în aceste condiții, industria auto a generalizat utilizarea îmbinărilor cu viteză constantă adevărată ( trepiede sau Rzeppa de exemplu).
Îmbinările cardanice sunt, de asemenea, utilizate pentru:
Trebuie să vă asigurați că respectați câteva reguli pentru a asigura fiabilitatea unui cardan:
În lumea motociclismului, se vorbește adesea abuziv de „transmisie cardanică” pentru modelele care nu sunt echipate cu aceasta, din cauza confuziei dintre arborele și arborele cardanic. De exemplu, mașinile care nu sunt echipate cu o suspensie spate au un arbore fără o articulație cardanică.
În același mod, în lumea automobilelor, se vorbește adesea abuziv de „cardan”, în timp ce transmisia prin arborele cardanic este foarte adesea înlocuită în mod avantajos de o articulație trepied .