La trasmissione cardanica è una prima soluzione possibile: essa trasmette la potenza da motore ad utilizzatore che, ovviamente, è la ruota posteriore, attraverso una coppia di ingranaggi conici ed una a denti dritti, che differenziano questa soluzione da quelle caratterizzate da elementi flessibili come cinghie e catene. Il principio di funzionamento della trasmissione cardanica si basa su due coppie di ingranaggi: una prima, a denti dritti, uscente dal pignone che trasmette il moto rotatorio longitudinale del pignone  all’albero cardanico; la seconda coppia di ingranaggi, conici, converte il moto da rotatorio longitudinale a rotatorio trasversale rispetto all’asse della vettura, permettendo cosi la rotazione della ruota posteriore motrice.

Le caratteristiche principali della trasmissione cardanica sono:

 

Una prima difficoltà che abbiamo dovuto affrontare è stata il mantenimento del rapporto di trasmissione del veicolo iniziale pari a  10,285: un rapporto di trasmissione cosi elevato comporta l’utilizzo di una corona con un numero di denti tale da non consentire la trasmissione del moto attraverso angoli di incidenza ottimali; di conseguenza abbiamo ridotto – logicamente anche per motivi di spazio – il diametro ed il numero dei denti della corona attraverso l’innesto di una coppia di ingranaggi, presso il pignone, che raddoppiasse il rapporto di trasmissione. Un altro motivo che ha reso indispensabile l’adozione di una struttura siffatta era la disposizione dell’albero rispetto alla corona: è necessario, per avere trasmissione del moto, l’orizzontalità e l’allineamento al centro della corona dell’albero cardanico: la prima è dovuta al fatto che il blocco motore deve stare in posizione orizzontale, e la seconda, invece, per consentire una buona incidenza tra i denti dell’ingranaggio conico e quelli della corona.

Poiché il rapporto di trasmissione è pari al rapporto dei denti della coppia di ingranaggi che trasmette il moto, abbiamo adottato una soluzione con un pignone a 10 denti ed un primo ingranaggio a 20 denti innestato sull’albero cardanico. All’altra estremità dell’albero è presente un ingranaggio conico a 10 denti che trasmette il moto alla corona di 50 denti. Cosi facendo il rapporto di trasmissione totale risulta essere pari a 10: quantitativamente la struttura non è cambiata rispetto all’originale, il cui rapporto era pari, come già detto, a 10,285, mentre qualitativamente abbiamo una struttura completamente diversa. Infatti, a prescindere dall’organo di trasmissione, ci sono alcune diversità dal punto di vista telaistico: il telaio è stato allargato aumentando la distanza tra i bracci del forcellone posteriore, in modo da riuscire a contenere in larghezza la regione di contatto trasmissione-utilizzatore, costituita dall’ingranaggio conico e dalla corona, che risultava la zona più problematica dal punto di vista dimensionale. Inoltre è stato creato un supporto cuscinettato per sostenere l’albero nella sua posizione orizzontale. Il blocco motore è stato ruotato di 90° per permettere la trasmissione del moto attraverso la coppia di ingranaggi a denti dritti.

La struttura ha sicuramente aumentato il suo peso a causa dell’innesto di strutture metalliche, nonostante l’ottimizzazione dei pesi di tutti gli ingranaggi: di conseguenza abbiamo pensato di realizzare l’albero cardanico in lega leggera, diminuendo un poco il peso, avendo comunque garantita la resistenza alle coppie cui è soggetto.

Dal punto di vista del rendimento incontriamo le maggiori criticità relative a questa soluzione: infatti la trasmissione cardanica ha strutturalmente un rendimento inferiore ad una cinghia o ad una catena poiché il rendimento è inversamente proporzionale al numero di organi di trasmissione presenti, ed essendoci 4 ingranaggi le forze d’attrito sono molto più elevate rispetto alle sopraccitate soluzioni che ne presentano solo 2. Inoltre la necessità di mantenere un rapporto di trasmissione molto elevato ha comportato una penalizzazione degli angoli di contatto tra corona ed ingranaggio conico. Non avendo angoli di incidenza ideali, la trasmissione risulta decisamente penalizzata, con conseguente diminuzione del rendimento.

In conclusione, questa soluzione risulta inappropriata ai fini dell’ottimizzazione della trasmissione come riduzione delle forze d’attrito, in quanto considerando un budget abbastanza limitato non è possibile creare una trasmissione di tal genere con materiali leggerissimi ma resistenti agli sforzi cui viene sottoposta, ma sicuramente stimolante dal punto di vista progettuale.