O eixo cardan (ou mais precisamente a junta cardan ) é um dispositivo mecânico que permite a transmissão de uma rotação angular entre dois eixos cujos eixos geométricos coincidem. Essa é uma maneira de fazer uma conexão da bola com o dedo .
Esta técnica (não confundir com suspensão cardan ) é utilizada em veículos para acoplar dois eixos rotativos não alinhados, ou cujas posições angulares, uma em relação à outra, podem variar; por exemplo, o eixo do volante e a caixa de direção, especialmente no caso de um volante ajustável em altura em relação ao motorista.
Seu projeto é atribuído a Jérôme Cardan , um engenheiro italiano do Renascimento.
A invenção deste selo em 1545 é atribuída ao matemático italiano Jérôme Cardan (1501-1576). Este famoso cientista italiano teria se inspirado em uma bússola marinha fixada em dois círculos articulados. Ele descreveu a junta que leva seu nome em um tratado de física chamado De subtilitate rerum .
As velocidades médias em uma revolução são idênticas nos dois eixos conectados pela junta, mas durante a revolução, o ângulo formado pelos "garfos" causa uma não linearidade da velocidade angular de um eixo em relação ao outro.: O gimbal único não é velocidade constante . Isso pode ser remediado adicionando uma segunda junta angular idêntica na transmissão, os dois garfos do eixo médio sendo alinhados no caso particular mais comum, onde todos os eixos estão no mesmo plano. Assim, passamos do eixo de entrada para o eixo de saída por dois meios ângulos idênticos, sendo as variações angulares causadas por cada uma das juntas universais iguais e opostas.
O uso mais conhecido da junta cardan é no automóvel, como transmissão de força entre o motor e as rodas motrizes: a presença de uma suspensão sem eixo modifica a posição dos eixos das rodas em relação ao eixo do diferencial . No caso de rodas direcionais e motrizes (no caso de veículos de tração ), o uso de uma junta de transmissão torna-se essencial.
O fato de a junta cardan não ser de velocidade constante não impedia seu uso: o Citroën 2 CV tinha apenas um cardan por roda nos primeiros modelos, o que causava sua oscilação característica ao girar ou dar partida nas rodas.
A ausência de homocinética da junta Cardan é consideravelmente melhorada com a montagem dela duas vezes, em cada lado do veículo (muitas vezes com uma extensão deslizante adicional) como era o caso no 2 CV da década de 1970, uma vez que o eixo da roda permanece aproximadamente paralelo ao aquela do eixo do motor. A ausência de um paralelismo estrito é devido:
Como um cardan duplo não cancela completamente as variações de velocidade nessas condições, a indústria automotiva generalizou o uso de verdadeiras juntas homocinéticas ( tripés ou Rzeppa, por exemplo).
As juntas cardan também são usadas para:
Você deve garantir que segue algumas regras para garantir a confiabilidade de um cardan:
No mundo do motociclismo, costuma-se falar abusivamente de "transmissão cardan" para modelos que não estão equipados com ela, devido à confusão entre eixo e eixo cardan. Por exemplo, as máquinas que não estão equipadas com suspensão traseira possuem um eixo sem junta cardan.
Da mesma forma, no mundo automotivo, muitas vezes se fala abusivamente de “cardan”, ao passo que a transmissão por eixo cardan é muitas vezes substituída com vantagem por uma junta de tripé .