L'arbre d'entraînement se compose d'un tube d'arbre, d'un manchon télescopique et d'un joint universel. Le manchon télescopique s'ajuste automatiquement aux changements de distance entre la transmission et l'essieu moteur. Le joint universel garantit que l'angle entre l'arbre de sortie de la transmission et l'arbre d'entrée de l'essieu moteur change, obtenant ainsi une transmission à vitesse angulaire constante entre les deux arbres.
Joint universel
Le joint universel est un élément clé de l’arbre de transmission automobile. Une voiture est un objet en mouvement. Dans les véhicules à traction arrière-, le moteur, l'embrayage et la transmission sont montés comme une unité sur le châssis du véhicule, tandis que l'essieu moteur est relié au châssis via une suspension à ressort. Il y a une distance entre les deux, qui nécessite une connexion. Des surfaces routières inégales peuvent provoquer des rebonds pendant la conduite du véhicule.
Les joints universels se composent généralement d'un arbre transversal, d'un roulement transversal et d'une fourche à bride. Les joints universels sont des composants clés des arbres de transmission automobiles. Dans les véhicules à moteur avant-à traction arrière-, l'arbre de transmission à cardan est installé entre l'arbre de sortie de la transmission et l'arbre d'entrée de transmission finale de l'essieu moteur. En revanche, les véhicules à moteur avant-, à traction avant-à roues avant, omettent l'arbre de transmission. Au lieu de cela, le joint universel est installé entre les demi-arbres de l'essieu avant - (qui assurent à la fois la transmission et la direction) et les roues. Pendant le fonctionnement du véhicule, des surfaces routières inégales, des fluctuations de charge ou des différences dans les positions de montage des deux ensembles peuvent entraîner une modification de l'angle et de la distance entre l'arbre de sortie de la transmission et l'arbre d'entrée de la transmission finale de l'essieu moteur. Par conséquent, un dispositif « variable-adaptatif » est nécessaire pour résoudre ce problème, d'où l'invention du joint universel.
Dans les véhicules à moteur avant-, à traction arrière- (ou à traction intégrale-), la déformation de la suspension pendant le mouvement provoque souvent un mouvement relatif entre l'arbre d'entrée de transmission finale de l'essieu moteur et l'arbre de sortie de la transmission (ou de la boîte de transfert). De plus, pour éviter efficacement certains mécanismes ou dispositifs empêchant la transmission linéaire, un dispositif est nécessaire pour assurer une bonne transmission de puissance. Ainsi, le système d'entraînement à cardan a été inventé. Les entraînements à joint universel doivent posséder les caractéristiques suivantes : a) Transmission de puissance fiable lorsque la position relative des deux arbres connectés fluctue dans une plage prédéterminée ; b) Assurer un fonctionnement uniforme des deux arbres connectés. La charge supplémentaire, les vibrations et le bruit générés par l'angle du joint universel doivent se situer dans des limites acceptables ; c) Une efficacité de transmission élevée, une longue durée de vie, une structure simple, une fabrication facile et une maintenance simple sont nécessaires.
Dans les automobiles, étant donné que l'arbre de sortie d'un joint universel à axe transversal-tourne à une vitesse inégale par rapport à l'arbre d'entrée (sous un certain angle), une transmission à joint universel double (ou multiple) est nécessaire. Les deux chapes de cardan reliées à l'arbre d'entraînement sont disposées dans le même plan, les angles entre elles étant égaux. C’est crucial. L'angle du joint universel doit être minimisé lors de la conception.
Les manchons télescopiques d'arbre d'entraînement traditionnels soudent ensemble un manchon cannelé et un étrier à bride, tandis que l'arbre cannelé est soudé au tube de l'arbre d'entraînement. Le nouvel arbre d'entraînement modifie cette structure, en soudant le manchon cannelé au tube de l'arbre d'entraînement et en intégrant l'arbre cannelé à l'arcade à bride. La cannelure à dents rectangulaire est remplacée par une cannelure à dents courtes à développante-à angle de pression-haute-pression-, qui augmente la résistance et facilite l'extrusion, répondant aux exigences des conditions de fonctionnement à couple élevé-. Les dents du manchon télescopique et de l'arbre cannelé sont recouvertes d'un matériau en nylon, ce qui non seulement augmente la résistance à l'usure et l'autolubrification, mais réduit également les dommages causés à l'arbre d'entraînement par les charges d'impact et améliore la capacité d'amortissement. Cet arbre d'entraînement comporte un manchon d'étanchéité tubulaire sur l'arbre cannelé à bride. Deux joints d'huile en caoutchouc polyuréthane sont installés aux extrémités de ce manchon, créant ainsi un espace complètement étanche à l'intérieur du manchon. Cela protège l'arbre cannelé de la poussière et du sable externes, offrant ainsi une résistance à la poussière et à la rouille. Par conséquent, une seule application de graisse sur l'arbre cannelé et le manchon pendant l'assemblage est suffisante, éliminant ainsi le besoin de graisseurs et réduisant la maintenance.