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Pierre GUIMBRETIÈRE : Ingénieur de l’École spéciale de Travaux publics - Conseiller technique et scientifique GKN Glaenzer-Spicer
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Lire l’articleINTRODUCTION
N ous avons actuellement des dispositifs dont la vocation est :
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pour une suspension à la cardan, d’assurer un mouvement à point fixe à deux degrés de liberté angulaire (c’est le cas du montage d’antenne de radar, du moteur cryogénique d’Ariane dont l’inclinaison du jet permet d’infléchir la trajectoire, etc.) ;
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pour un joint de cardan, de transmettre de la puissance mécanique entre deux arbres concourants ou non et dont la position relative peut varier en cours de fonctionnement. Si les arbres ont la même vitesse angulaire, le joint aura un fonctionnement homocinétique.
Les qualités que l’on attend d’un joint d’entraînement sont :
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de s’adapter aux variations relatives de position tant linéaires qu’angulaires des arbres ;
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d’avoir un caractère homocinétique afin de ne pas être à l’origine de couple pulsé, source de vibrations ;
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d’amortir, voire d’isoler, les vibrations ;
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de ne pas générer de vibrations ;
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d’avoir un rendement le plus élevé possible ;
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d’être d’un entretien aisé, les pièces d’usure devant être facilement remplaçables ;
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de ne pas surcharger les liaisons, tant par les conditions de montage (l’ensemble devant être isostatique) que par un balourd dû à un manque d’équilibrage du joint.
Nota :Pour une meilleure compréhension de cet article, le lecteur pourra se reporter à l’article sur les joints homocinétiques dans ce volume.
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7. Dynamique d’un joint
En dehors des forces et des couples dont l’équilibre a été étudié, il y a lieu de tenir compte de toutes les forces ou couples résultant du fait que le joint ou les pièces solidaires du joint ont une certaine masse ou un certain moment d’inertie et que ces différentes pièces sont animées d’une certaine vitesse (constante ou variable).
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Force dite centrifuge
Elle intervient pour toutes les pièces excentrées (elles le sont toutes plus ou moins par suite des erreurs de construction) :
Ces forces rotatives ont une résultante tournante qui sollicite les paliers et dont la valeur est pratiquement de l’ordre du poids des pièces (avec les valeurs d’excentration normales).
Exemplesi nous partons de la formule simplifiée, pour n = 5 000 tr /min, nous obtenons Fce » P pour une excentration e = 0,035 mm.
La force centrifuge intervient aussi sur les pièces oscillantes, comme le croisillon ou l’anneau, pour créer un couple alternatif qui charge les coussinets. Il s’y ajoute un effet gyroscopique, surtout dans le cas du joint à anneau (dont le moment d’inertie est relativement important par rapport à un croisillon). En fait, les conséquences peuvent en être ignorées, les charges sur les tourillons étant négligeables par rapport à celles dues au couple à transmettre.
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Effets de l’inertie
Ils se font sentir sur toutes les pièces dont la vitesse est variable :
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la pièce intermédiaire qui oscille : le couple résultant de cette oscillation, en dehors de toute question de rotation, est très faible en particulier dans le cas du croisillon ;
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l’arbre de sortie, avec la mâchoire associée, dont la vitesse ω est variable (le problème est évoqué dans les paragraphes 10...
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Dynamique d’un joint
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GUIMBRETIÈRE (P.) - Joints homocinétiques. - Traité Génie mécanique B 5 815, Techniques de l’ingénieur, mai 1996.
-
(2) - VALEMBOIS (G.) - Accouplements élastiques. - Traité Génie mécanique B 5 805, Techniques de l’ingénieur, août 1992.
-
(3) - BOUCHARD (R.) - Joints de cardan et arbres de transmission. - CESIA (1954).
-
(4) - BOUCHARD (R.) - Amélioration récente des joints de cardan - (FISITA-Münich). VDI (1966).
-
(5) - DUDITZA (F.L.) - Transmisii cardanice. - Editura Tehnica (Bucarest) (1966).
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(6) - GUIMBRETIÈRE (P.) - Problèmes relatifs aux transmissions de poids lourds, - Journal SIA (1959).
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