Un joint universel est un élément de transmission mécanique dont la fonction première est d'assurer le transfert stable de puissance lorsqu'il y a un décalage angulaire entre deux arbres ou lorsque leurs positions relatives changent. Il est largement utilisé dans divers types d'équipements nécessitant une transmission de puissance à angle variable-, tels que les automobiles et les engins de construction.
Caractéristiques principales et classification des joints universels
Le principe de fonctionnement de base d'un joint universel est qu'il permet aux deux arbres de transmission connectés de fléchir dans une plage angulaire spécifique tout en maintenant une transmission de puissance continue. Son principal avantage est de résoudre le défi du transfert de puissance dans des scénarios « non -axe colinéaire ». Par exemple, dans un châssis d'automobile, la puissance générée par le moteur doit passer par des joints universels pour compenser le déplacement relatif et les variations angulaires entre la carrosserie du véhicule et les roues, avant d'être finalement transmise aux roues motrices.
Types principaux
Joint universel à arbre transversal-Il s'agit du type de joint universel le plus répandu, composé d'un arbre transversal, de chapes et de roulements à aiguilles, entre autres composants. Cependant, un joint universel à arbre transversal unique- présente un inconvénient critique : une transmission de vitesse non-uniforme. Lorsque l'arbre d'entrée tourne à vitesse constante, la vitesse de rotation de l'arbre de sortie fluctue considérablement en fonction des changements de décalage angulaire, ce qui tend à provoquer des vibrations et du bruit. Pour cette raison, les automobiles utilisent généralement des joints universels à double arbre transversal (c'est-à-dire une combinaison de deux joints universels à arbre transversal), qui permettent d'obtenir une transmission de vitesse uniforme - grâce à une configuration appropriée.
Joint universel à vitesse constante (CV)Principalement utilisé dans les demi-arbres-des automobiles (en particulier les essieux moteurs de direction des véhicules à traction avant-roues-), ce type garantit que les arbres d'entrée et de sortie maintiennent des vitesses de rotation constantes, même en cas de décalages angulaires importants. Les variantes courantes incluent les joints homocinétiques à rotule- (y compris les joints RF fixes et les joints VL télescopiques). Leur structure interne utilise la coopération de billes d'acier et d'une cage pour maintenir les billes d'acier alignées sur le plan bissecteur de l'angle entre les deux arbres pendant la transmission de puissance, obtenant ainsi une transmission de vitesse constante-. De plus, ils s'adaptent à un grand angle de déviation (jusqu'à 40 degrés – 50 degrés).
Autres typesIl s'agit également des joints universels flexibles (qui transmettent la puissance via l'élasticité des composants en caoutchouc pour fournir un amortissement et un amortissement des vibrations) et des joints universels tripodes (principalement utilisés dans les véhicules lourds-). Ceux-ci sont adaptés à différentes conditions de fonctionnement et exigences de transmission.
Applications typiques des joints universels dans les automobiles
Dans un système de transmission automobile, les joints universels sont les composants essentiels de l’ensemble d’arbre de transmission :
Dans les véhicules à-propulsion-à propulsion arrière, l'arbre d'hélice reliant la boîte de vitesses et l'essieu arrière est équipé de plusieurs joints universels d'arbre transversal-pour compenser le déplacement relatif entre la carrosserie du véhicule et l'essieu arrière.
Dans les véhicules à-roues-à traction avant ou à quatre-roues-motrices, des joints homocinétiques à rotule-sont installés aux deux extrémités des demi-arbres-. Ces joints transmettent non seulement la puissance, mais répondent également aux exigences angulaires de la direction des roues et du mouvement vertical de la suspension.
