Giunto cardanico

Funzionamento del giunto cardanico

In ingegneria meccanica il giunto cardanico o giunto di Cardano è un quadrilatero articolato spaziale. Esso permette di trasmettere il moto tra due assi in rotazione i cui prolungamenti sono incidenti in un punto ed è dunque classificabile come un organo di trasmissione.

L'invenzione

Bussola nautica

L'invenzione di questo tipo di giunto risale almeno al III secolo a.C., ad opera di scienziati greci come Filone di Bisanzio, che nella sua opera Belopoiika lo descrive chiaramente (karkesion). Inoltre, già a partire dal IV secolo a.C., con l'invenzione della catapulta, era utilizzato per puntare l'arma. Fu riscoperto nel 1545, dall'opera del matematico italiano Gerolamo Cardano (1501-1576). Il celebre scienziato italiano si sarebbe ispirato ad una bussola per la navigazione marittima, fissata su due cerchi articolati. Ha descritto l'articolazione che porta il suo nome in un trattato intitolato De subtilitate rerum.

Costruzione

È costituito (oltre che da gli assi tra cui si trasmette il moto, i quali non fanno parte propriamente del giunto) da due coppie rotoidali disposte su un stesso membro piegato a 90°, ognuna su un lato, collegata ad un asse. Questo elemento centrale, spesso a forma di croce, è detto crociera.

Il rapporto di trasmissione

Velocità relativa dell'albero condotto rispetto a quello motore in funzione dell'angolo tra i due alberi

Il rapporto di trasmissione, cioè il rapporto tra le velocità angolari dell'albero motore e dell'albero condotto è dato dalla formula:

$\tau = \frac{\omega_2}{\omega_1} = \frac{\cos\alpha}{1 - \sin^2(\alpha)\cos^2(\theta)}$

Dove ω₂ e ω₁ sono le rispettive velocità angolari dell’albero 2 e dell’albero 1, α è l’angolo di disallineamento dell'asse dell'albero condotto rispetto all'asse dell'albero motore (complementare dell'angolo compreso tra gli assi dei due alberi) e θ è l’angolo descritto dal lato del membro collegato all’albero 1 durante la rotazione dello stesso albero.

Il giunto cardanico non è omocinetico, non permette cioè di trasmettere la stessa velocità angolare tra i due alberi, ma ciò può essere ottenuto utilizzando due giunti cardanici in serie tra loro.

Utilizzo

Giunto cardanico

Giunto cardanico utilizzato in agricoltura

Il giunto cardanico è molto utilizzato in meccanica per le sue proprietà, ma anche per la relativa semplicità ed economicità rispetto ad altre tipologie di connessione tra alberi della tipologia suddetta.

In meccanica viene utilizzato generalmente negli alberi dello sterzo e nella trasmissione
Nelle macchine agricole viene utilizzato un albero telescopico con due giunti cardanici per trasmettere il moto rotatorio dalla presa di potenza del trattore agli attrezzi collegati.

Voci correlate

• Fiat Tipo 3
• Giunto omocinetico
• Giunto viscoso
• Giunto

Altri progetti

• Commons

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Collegamenti esterni

• Universal Joint di Sándor Kabai, da The Wolfram Demonstrations Project
• Albero Cardanico, dispense del corso di Meccanica Agraria, Prof. E. Gasparetto - Prof. D. Pessina
• Applicazione del giunto cardanico in nautica Propulsioni ad eliche di superficie con giunto cardanico

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