Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

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Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par KBIO le Sam 5 Nov 2011 - 20:59

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.

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
En attendant ce monsieur dont j'ai pris la photo sur internet sait de quoi il parle:


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.
(on continuera plus tard) clin d\\\\'oeil

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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par Vinces le Sam 5 Nov 2011 - 23:52

Encore un sujet tres interressant sur un probleme que je n'imaginais même pas.

Mais quelle est la cause de ce phenomene ?
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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par Didier 94 le Dim 6 Nov 2011 - 0:51

hello Kbio,
C'est complètement impressionnant comme démonstration et complètement dingue !! :biz J'imagine que la différence de vitesse est proportionnelle à l'angulation des axes ? Mais pourquoi tous les 90 ° la vitesse se recale-t-elle ? avec un passage en avance et après un passage en retard ??? C'est une histoire d'angle interne et d'angle externe ? :biz
C'est complètement passionnant ! Vivement la démonstration mathématique pure clin d\\\\'oeil
Cela dit ta démonstration explique montre pourquoi le moteur finit par entraîner convenablement une hélice sur 360 °. face à l\'ordi
Tu vas avoir ma nuit blanche sur la conscience :cheers: :cheers:
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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par jacques987 le Dim 6 Nov 2011 - 5:12

Une démonstration comme je les aime bravo
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http://www.modelismeenpolynesie.com

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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par KBIO le Dim 6 Nov 2011 - 8:59

Salut Didier! :(
Content que ça vous plaise! Graine au Vent va venir vous parler de sa première 2CV et de ses cardans! clin d\\\\'oeil

Tu vas avoir ma nuit blanche sur la conscience
Comment ça va ce matin???? J'en ai pas dormi de la nuit! sifflote :cheers:
cordialement! hello


Dernière édition par KBIO le Dim 6 Nov 2011 - 11:56, édité 2 fois

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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par GAZOU le Dim 6 Nov 2011 - 9:10

bonjour

sans être capable de l'expliquer mais en observant on se rend compte que quand l'extrémité de l'axe de la roue est à par exemple 3 h il a pris une avance due à la longueur et à la cinématique de la mécanique, avance annulée quand la tête passe à 9h et que les croisilons reprennent leurs places, d'où les cannelages sur l'arbre.

Je suis incompréhensible mais mon idée, je l'espère, va vous exciter les neurones. Du coup didier ne va pas pouvoir faire la sieste non plus.

DAHLIA au secours !

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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par Didier 94 le Dim 6 Nov 2011 - 9:34

hello
La question de la démonstration reste entière car j'ai parfaitement bien dormi ! :cheers:
Merci de votre sollicitude ! :cheers: :cheers: :cheers:
Attendons Dalhiableue ou la 2 CV de GAV scratch :study: scratch
😢 Didier
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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par Graine au vent le Dim 6 Nov 2011 - 11:40

hello
Bonjour les copains,
ma 2 cv est vendue depuis longtemps.
ce carrosse était équipé de cardans simples à la sortie d'usine, et en sortant d'un créneau la voiture faisait des sauts. la voiture braquée à fond. en discutant avec le garagiste, il me dit de monter des cardans doubles, (homocinétique c'était peut être un gros mot)
j'ai monté deux cardans doubles un samedi matin( puisque dans la semaine pas le temps 45 heures plus un samedi sur deux)
super pour démarrer plus de sauts, mais il a fallu équilibrer les roues.
voila c'est tout simple et l'explication d'Yves est excellente, mais il pousse au crime en forçant à répondre, et comme un andouille je l'ai fait.
bon dimanche,
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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par Malevthi le Dim 6 Nov 2011 - 14:36

Excellente et astucieuse démonstration Kbio, il est difficile d'expliquer ce phénomène autrement que par l'illustration, je vais pourtant tenter de le faire :
La réponse du pourquoi, vient du croisillon qui s'incline vers l'axe mené, lui faisant prendre une vitesse supérieure, puis l'inclinaison s'inverse et ralentit l'axe mené.
En mettant un joint double à 90° les inclinaisons des croisillons sont opposées et donc s'annulent.
Bonnes siestes :sleep:
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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par GAZOU le Dim 6 Nov 2011 - 15:12

Eh bin voilà !

MALEVTHI a expliqué en une phrase ce que ma petite tête n'a pas été capable de raconter.

Ah si seulement ma tête était comme mon bide..........

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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

Message par Lagaffe le Dim 6 Nov 2011 - 15:34

Gazou, si tu avais regardé le premier Riva de près, tu aurais vu un cardan homocinétique, à l'entrée du Z-drive. Pièce indispensable pour ne pas soumettre les pignons à des variations d'efforts trop rapides.
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Re: Explication de l'homocynétisme par joint de cardan!

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