Junta universal (cardán)

La junta universal, conocida casi siempre como junta cardán, es un acoplamiento mecánico que transmite el movimiento de rotación entre dos ejes cuyas líneas se cruzan formando un ángulo. Permite que la transmisión continúe sorteando un quiebro de la línea motriz y absorbe las variaciones de ese ángulo a medida que los componentes se desplazan. La forma clásica, la junta de Cardan o de Hooke, consta de dos horquillas dispuestas en ángulo recto y unidas por una pieza central en forma de cruz, la araña o cruceta, cuyos cuatro brazos giran sobre rodamientos de agujas.

En funcionamiento, una horquilla queda fijada al eje de entrada y la otra al de salida, con la araña enlazándolas. Al girar la entrada, la araña pivota dentro de sus rodamientos y permite que el eje de salida la siga aunque apunte en una dirección ligeramente distinta. Esto resulta especialmente familiar en los extremos del árbol de transmisión de un vehículo, donde la junta permite que la salida de la caja de cambios y el eje trasero se sitúen a alturas y ángulos diferentes, y que se desplacen uno respecto del otro cuando la suspensión trabaja sobre los baches.

La característica que define a esta junta, y a la vez su principal inconveniente, es que no transmite el giro a velocidad perfectamente constante cuando trabaja en ángulo. Dentro de cada vuelta, el eje de salida se acelera y se frena dos veces respecto a la entrada, una fluctuación que se acentúa a medida que aumenta el ángulo de trabajo. Ese movimiento no uniforme induce una vibración torsional que se percibe y se oye, y somete a la línea motriz a esfuerzos cíclicos.

Los ingenieros gestionan esto de una forma bien conocida: empleando dos juntas universales en un árbol de transmisión y disponiendo sus horquillas en fase, con ángulos de trabajo iguales en cada extremo, de modo que la aceleración de la primera junta quede cancelada por la deceleración de la segunda y las ruedas giren a velocidad uniforme. Por eso un árbol de transmisión típico de propulsión trasera lleva una junta en cada extremo. Cuando se necesita una salida suave a través de ángulos grandes y variables, en particular en las ruedas delanteras motrices de un coche que además dirige, se recurre a la junta homocinética, que transmite el par a velocidad uniforme con independencia del ángulo.

Las juntas universales son sencillas, robustas y capaces de soportar pares elevados, lo que mantiene su amplio uso en los árboles de transmisión y palieres de camiones y de coches de propulsión trasera. Eso sí, requieren atención: muchas llevan engrasadores que exigen lubricación periódica, y los rodamientos de agujas desgastados se delatan con un golpe seco al iniciar la transmisión o con una vibración que empeora con la velocidad. La junta cardán trabaja de la mano del árbol de transmisión que conecta, del diferencial al que alimenta y de la junta homocinética que la complementa en las ruedas.