Giunto cardanico (giunto universale)

Il giunto cardanico, spesso chiamato anche giunto universale, è un accoppiamento meccanico che trasmette il moto rotatorio tra due alberi i cui assi si incontrano formando un angolo. Permette alla trasmissione di proseguire attorno a una piega della linea motrice, assecondando le variazioni di quell'angolo durante il movimento dei componenti. La forma classica, il giunto di Cardano o di Hooke, è composta da due forcelle disposte ad angolo retto e collegate da un elemento centrale a croce detto crociera, le cui quattro estremità ruotano su cuscinetti a rullini.

In funzione, una forcella è solidale all'albero d'ingresso e l'altra a quello d'uscita, con la crociera che le collega. Mentre l'ingresso ruota, la crociera oscilla all'interno dei suoi cuscinetti, consentendo all'albero d'uscita di seguire il moto pur essendo orientato in una direzione leggermente diversa. Lo si ritrova con la massima familiarità alle estremità dell'albero di trasmissione di un veicolo, dove il giunto permette all'uscita del cambio e all'assale posteriore di trovarsi ad altezze e angoli differenti e di muoversi l'uno rispetto all'altro mentre la sospensione lavora sulle asperità del fondo.

La caratteristica che definisce questo giunto, nonché il suo principale limite, è che non trasmette la rotazione a velocità perfettamente costante quando lavora sotto un angolo. Nell'arco di ogni giro l'albero d'uscita accelera e rallenta due volte rispetto all'ingresso, una fluttuazione che si accentua all'aumentare dell'angolo di lavoro. Questo moto non uniforme induce una vibrazione torsionale percepibile e udibile e sottopone la linea motrice a sollecitazioni cicliche.

I progettisti gestiscono il problema in un modo ben noto: impiegando due giunti cardanici lungo l'albero di trasmissione e disponendo le loro forcelle in fase, con angoli di lavoro uguali a ciascuna estremità, così che l'accelerazione del primo giunto venga annullata dal rallentamento del secondo, lasciando le ruote ruotare a velocità costante. Ecco perché un tipico albero di trasmissione a trazione posteriore ha un giunto a ogni estremità. Dove serve un'uscita regolare attraverso angoli ampi e variabili, in particolare alle ruote anteriori motrici e al contempo sterzanti, si usa invece il giunto omocinetico, che trasmette la coppia a velocità uniforme indipendentemente dall'angolo.

I giunti cardanici sono semplici, robusti e in grado di sopportare coppie elevate, il che ne mantiene diffuso l'impiego su alberi di trasmissione e semiassi di autocarri e vetture a trazione posteriore. Richiedono però attenzione: molti dispongono di ingrassatori che necessitano di lubrificazione periodica, e i cuscinetti a rullini usurati si fanno notare con un colpo secco al momento dell'innesto della trazione o con una vibrazione che peggiora all'aumentare della velocità. Il giunto cardanico lavora di concerto con l'albero di trasmissione che collega, con il differenziale che alimenta e con il giunto omocinetico che lo affianca presso le ruote.