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Le saviez-vous? extrait de Mécanix, le bulletin électronique des Industries HD
Les joints universels
Un joint universel est un mécanisme qui peut transmettre le couple de rotation d'un arbre à un autre à angle fixe ou variable. Il existe plusieurs types de joints universels classés selon leurs caractéristiques de base. En général, l'intérêt principal de n'importe quel joint universel est sa capacité à transmettre le pouvoir dans une forme uniforme ou non. Une action non-uniforme ou vélocité non-constante signifie que le joint universel transmettra le mouvement à différents ratios en se basant sur la vélocité angulaire instantanée entre l'arbre qui donne et celui qui reçoit quand on les opère à des angles plus grands que zéro. Un joint à action uniforme, ou homocinétique, signifie que la transmission de pouvoir se fera à une vélocité constante entre le donneur et le receveur indifféremment de l'angle d'opération. Une troisième catégorie est le joint universel à vélocité presque constante. Ce joint universel réagit peu aux angles et transmet le pouvoir avec peu de variations de vélocité. Le joint universel utilisé sur vos équipements et camions lourds est du type non-uniforme, ou à vélocité non-constante. Le joint à vélocité constante est utilisé, par exemple, sur les demi-arbres de transmission des voitures à traction avant. Le joint à vélocité presque constante est utilisé, quant à lui sur les arbres de transmission des véhicules hors-route (4x4 et pickups).
Le joint universel à vélocité non-constante est un ensemble qui consiste en deux étriers (yole) reliés entre eux à l'aide d'un croisillon. Une étude cinématique de ce type de joint révèle la présence d'un mouvement et d'une force inusitée quand on l'opère avec un angle. Ces caractéristiques imposent certaines limitations dans les applications. Les joints universels sont capables de résister à des forces axiales très élevées. Par exemple, lorsque la longueur de l'arbre de transmission varie avec les mouvements de la suspension, les forces de couples appliquées au joint universel sont énormes. À travers les âges, les joints universels ont trouvé leur place dans une foule d'applications, non seulement sur les véhicules mais aussi dans la machinerie industrielle. Ils sont relativement peu coûteux, de construction robuste et simple tout en étant facilement réparables.
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Le mécanisme du joint universel est très ancien. La première
description connue se retrouve dans un manuscript de Monsieur Villard de
Honnecourt, un architecte du 13e siècle. Au 17e siècle, le
scientifique britannique Robert Hooke se verra accorder un droit de patente
sur le joint universel. Il découvrit cette caractéristique
indésirable qu'a le joint universel dans son mouvement non constant
et trouva qu'il pouvait l'éliminer en opérant deux joints
à des angles identiques et en les alignant correctement, c'est-à-dire
les mettre en phase.
