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[[Ficheiro:Universal joint.gif|thumb|Junta universal.]]
Uma '''junta universal''' ou '''junta de [[Girolamo Cardano|Cardan]]''' (em inglês: ''universal joint'', ''U joint'', ''[[Girolamo Cardano|Cardan]] joint'', ''Hardy-[[Clarence W. Spicer|Spicer]] joint'' ou ''Hooke's joint'') é uma [[Junta (mecânica)|junção de acoplamento]] de um eixo que transfere o movimento em outra direcção sem modificar o sentido de giro. Basicamente é um par de [[dobradiça]]s articuladas, entre si, mas que através de um eixo comum (num ângulo de 90º entre si) a ambas ortogonalmente posicionado modifica a direção desse movimento.

== História ==
O conceito da junta universal é baseado no design do [[giroscópio|gimbal]], que é usado desde a [[antiguidade]]. Na [[Grécia antiga]] o conceito era aplicado à construção de [[balista]]s. A primeira pessoa a sugerir o seu uso para transmitir potência motora foi [[Girolamo Cardano]], um matemático italiano, em [[1545]], apesar de não se saber se ele realmente construiu um modelo funcional. Mais tarde Christopher Polhem reinventou o conceito e chamou-lhe "Nó de Polhem". Na Europa, o engenho era apelidado de '''junta de Cardan''' ou '''veio de Cardan'''. [[Robert Hooke]] construiu um modelo funcional da junta universal em [[1676]], nascendo o nome alternativo ''junta de Hooke'' ou ''Hooke's joint''. Foi o fabricante de carros americano [[Henry Ford]] quem lhe apelidou de '''junta universal'''.

== Velocidade angular ==
{| align="right" border="1" cellpadding="4" cellspacing="0" style="border-collapse:collapse"
|-valign="top"
|align="center" width="180px" |[[Ficheiro:Universal joint - output speed relative to input speed.png|180px]]
|align="center" width="180px" |[[Ficheiro:Universal joint - output angle relative to input angle.png|180px]]
|-valign="top"
|align="left" width="180px"|Velocidade angular do veio transmitido ω2 para diferentes ângulos β entre os veios.
|align="left" width="180px"|Relação entre os ângulos de rotação de ambos os veios para diferentes ângulos β entre os veios.
|}
A junta universal permite que um veio possa ser não rectilíneo, mas para tal há separação do veio em dois veios mais curtos: o veio transmissor (drive shaft) e o veio transmitido (driven shaft). A separação e definição dos veios transmissor e transmitido é justificada pela sua aplicação: o veio transmissor num sistema de direcção automóvel, por exemplo, é o veio que se liga ao [[volante]], que recebe as rotações e as transmite; num sistema de motor é o veio ao qual se liga o disco da embraiagem, que recebe a potência vinda do motor e a transmite. Quando os dois veios estão num ângulo (β) que não 180º (em linha recta), o veio transmitido não roda com velocidade angular constante em relação ao veio transmissor. De facto quanto mais esse ângulo β se aproxima dos 90º mais irregular fica o movimento (aos 90º a junta encalha e não há qualquer rotação).

No entanto, a velocidade média do veio transmitido é igual à do veio transmissor e assim a razão média entre a velocidade do transmitido para a do transmissor é 1:1 (um para um) após várias rotações. A velocidade angular ω2 do veio transmitido, em função da velocidade angular do veio transmissor ω1 e do ângulo do veio transmissor φ1 é dada por:
[[Ficheiro:Cardan Shaft.jpg|thumb|direita|Juntas universais num veio de transmissão.]]
: <math>\omega_2 = \frac{\omega_1\cos\beta}{1-\sin^2\beta\cos^2\phi_1}</math>

e a aceleração angular,

: <math>\alpha_2 = \frac{\omega_1^2\sin^2\beta\cos\beta\sin 2\phi_1}{(1-\sin^2\beta\sin^2\phi_1)^2}</math>

Para evitar uma rotação irregular do eixo do veio transmitido existem normalmente duas juntas universais num veio subdividido em 3 veios mais curtos. A segunda junta universal vai compensar o movimento irregular, regularizando-o para uma velocidade angular constante - mas para isso, ambos os veios transmitido e transmissor (o 1º e o 3º neste último caso) têm que estar em paralelo e ambas as juntas universais correctamente alinhadas uma com a outra. Normalmente β ⇐ 45°.

== {{Ver também}} ==
* [[Junta homocinética]]

== Referências ==
* {{Link||2=http://www.nuigalway.ie/mechbio/downloads/FinThMachines3.doc |3=''Theory of Machines 3'' |4=da Universidade Nacional da Irlanda.}}

{{DEFAULTSORT:Universal, Junta}}
[[Categoria:Mecânica]]
[[Categoria:Partes do automóvel]]

[[ca:Junta cardan]]
[[no:Kardang]]

Junta universal - Histórico de revisões

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