Engineering
Giunto cardanico
Piega l’albero e guarda l’uscita girare in modo irregolare con un ingresso uniforme; aggiungi un secondo giunto in fase per annullarlo, o incrociato per raddoppiarlo. Forcelle e crociere sono corpi su giunti rotoidali.
Cosa succede
Un giunto cardanico (di Hooke) collega due alberi inclinati dell’angolo β tramite una crociera tenuta da due forcelle. Il motore fa girare l’ingresso in modo uniforme; l’uscita ha la stessa velocità media, ma accelera e rallenta due volte a ogni giro: tan θ₂ = cos β · tan θ₁, quindi ω₂/ω₁ oscilla tra cos β e 1/cos β. Aumenta β e guarda crescere l’oscillazione; il volano in uscita costringe il motore a spingere e trattenere per imporgli il moto irregolare, perciò un volano più pesante mostra un’ondulazione di coppia maggiore. Due giunti con un albero intermedio annullano l’irregolarità quando le forcelle sono in fase e gli angoli uguali, come qui, e la raddoppiano quando le forcelle sono incrociate: allora il rapporto oscilla tra cos²β e 1/cos²β.
Modello: alberi, forcelle e crociere rigidi uniti da giunti rotoidali ideali, gli alberi in cuscinetti fissi; nessuna legge di velocità è imposta, nasce dalla catena chiusa dei giunti. Niente attrito o gioco nei giunti; il motore mantiene la velocità fino alla coppia massima, il carico è un freno.
Da provare
Piega l’albero a velocità d’ingresso costante e guarda oscillare il rapporto di velocità; poi confronta le due disposizioni doppie.
Equazioni del modulo
Equazioni tan θ₂ = cos β · tan θ₁ ω₂/ω₁ = cos β / (1 − sin²β · sin²θ₁) cos β ≤ ω₂/ω₁ ≤ 1/cos β
