Cardan (mécanique)

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Principe de fonctionnement

Détail des pièces composant un joint de cardan

Le cardan (et plus précisément le joint de cardan) est un dispositif mécanique qui permet la transmission d'une rotation angulaire entre deux arbres dont les axes géométriques concourent en un même point.

Il est utilisé, par exemple, dans les véhicules pour accoupler deux arbres tournants dont les positions angulaires de l'un par rapport à l'autre peuvent varier ; par exemple l'axe du volant et le boitier de direction.

Mais l'angle formé par les «fourchettes» d'un joint de cardan provoque une non-linéarité de la vitesse angulaire d'un arbre par rapport à l'autre. On y remédie en ajoutant un second joint sur l'arbre, les deux fourchettes de l'arbre médian étant décalées d'un angle de 90°. On passe ainsi de l'angle de l'arbre d'entrée à celui de l'arbre de sortie par deux demi-angles identiques.

En effet, le cardan présente l'inconvénient de ne pas être homocinétique, c'est-à-dire que la vitesse de rotation transmise n'est pas constante au cours de la rotation lorsque les axes ne sont plus alignés^[1]. Par contre, l'ensemble de deux cardans enchaînés l'est.

Par exemple, pour les roues motrices d'un véhicule automobile, afin de les doter d'une suspension, il faut pouvoir modifier la distance de l'axe des roues de l'axe du différentiel. On le réalise par des joints de cardan doublés de chaque côté du véhicule. Le cardan permet aussi d'entraîner des roues directrices et motrices, la fameuse traction avant.

[modifier] Histoire

Boussole marine à l'origine du joint de cardan

Le cardan a été inventé en 1545 par Gerolamo Cardano (1501-1576), célèbre savant italien, qui se serait inspiré d'une boussole marine fixée sur deux cercles articulés. Il a décrit l'articulation portant son nom dans un traité de physique intitulé De subtilitate rerum.

[modifier] Abus de langage

Dans le monde motocycliste, on parle souvent abusivement de transmission à cardan pour des modèles qui n'en sont pas équipés, du fait de la confusion entre arbre et cardan. Par exemple, les machines qui ne sont pas équipées de suspension arrière ont un arbre sans cardan.