Junta Universal (junta de cardan)

Uma junta universal, frequentemente designada por junta de cardan, é um acoplamento mecânico que transmite o movimento rotativo entre dois veios cujos eixos se encontram em ângulo. Permite que a transmissão prossiga ao contornar uma inflexão na linha motriz, acomodando as variações desse ângulo à medida que os componentes se movem. A forma clássica, a junta de Cardan ou de Hooke, é constituída por dois garfos dispostos em ângulo reto e ligados por uma peça central em cruz, conhecida como cruzeta, cujos quatro braços assentam em rolamentos de agulhas.

Em funcionamento, um dos garfos está fixo ao veio de entrada e o outro ao veio de saída, com a cruzeta a uni-los. À medida que a entrada roda, a cruzeta articula-se nos seus rolamentos, permitindo que o veio de saída a acompanhe ainda que aponte numa direção ligeiramente diferente. Tal é mais familiar nas extremidades do veio de transmissão de um veículo, onde a junta permite que a saída da caixa de velocidades e o eixo traseiro fiquem a alturas e ângulos diferentes, e que se movam um em relação ao outro à medida que a suspensão trabalha sobre as irregularidades do piso.

A característica que define esta junta, e o seu principal inconveniente, é não transmitir a rotação a uma velocidade perfeitamente constante quando trabalha em ângulo. Dentro de cada volta, o veio de saída acelera e desacelera duas vezes em relação à entrada, uma flutuação que se torna mais pronunciada à medida que o ângulo de trabalho aumenta. Este movimento não uniforme induz uma vibração de torção que se sente e se ouve, e submete a linha motriz a esforços cíclicos.

Os engenheiros gerem este efeito de uma forma bem conhecida: utilizando duas juntas universais num veio de transmissão e dispondo os respetivos garfos em fase, com ângulos de trabalho iguais em cada extremidade, de modo a que a aceleração da primeira junta seja anulada pela desaceleração da segunda, deixando as rodas a girar a velocidade constante. É por esta razão que um veio de transmissão típico de tração traseira possui uma junta em cada extremidade. Quando se pretende uma saída suave através de ângulos amplos e variáveis, sobretudo nas rodas dianteiras motrizes de um automóvel que também direcionam, utiliza-se antes a junta homocinética, pois transmite o binário a velocidade uniforme independentemente do ângulo.

As juntas universais são simples, robustas e capazes de suportar binários elevados, o que as mantém em uso generalizado nos veios de transmissão e nos semieixos de camiões e de automóveis de tração traseira. Exigem, contudo, alguma atenção: muitas dispõem de copos de lubrificação que requerem lubrificação periódica, e os rolamentos de agulhas desgastados anunciam-se com um estalido ao engatar a transmissão ou com uma vibração que se agrava com a velocidade. A junta universal trabalha em conjunto com o veio de transmissão que liga, com o diferencial que alimenta e com a junta homocinética que a complementa junto às rodas.