Junta universal
Una junta universal ( acoplamiento universal , junta en U, junta cardánica , junta Spicer o Hardy Spicer , o junta de Hooke ) es una junta o acoplamiento que conecta varillas rígidas cuyos ejes están inclinados entre sí, y se usa comúnmente en ejes que transmiten movimiento rotatorio . Consiste en un par de bisagras ubicadas juntas, orientadas a 90° entre sí, conectadas por un eje transversal. La junta universal no es una junta de velocidad constante . [1]
El concepto principal de la junta universal se basa en el diseño de cardanes , que se han utilizado desde la antigüedad. Una anticipación de la junta universal fue su uso por parte de los antiguos griegos en balistas . [2] En Europa, la junta universal a menudo se denomina junta de Cardano o eje cardánico , en honor al matemático italiano Gerolamo Cardano ; sin embargo, en sus escritos, solo mencionó montajes de cardán, no juntas universales. [3]
El mecanismo fue descrito más tarde en Technica curiosa sive mirabilia artis (1664) por Gaspar Schott , quien afirmó erróneamente que se trataba de una articulación de velocidad constante . [4] [5] [6] Poco después, entre 1667 y 1675, Robert Hooke analizó la junta y descubrió que su velocidad de rotación no era uniforme, pero que esta propiedad podía usarse para rastrear el movimiento de la sombra en la cara de un reloj de sol [4] De hecho, el componente de la ecuación del tiempo que explica la inclinación del plano ecuatorial en relación con la eclíptica es completamente análogo a la descripción matemática de la junta universal. El primer uso registrado del términoLa junta universal para este dispositivo fue de Hooke en 1676, en su libro Helioscopios . [7] [8] [9] Publicó una descripción en 1678, [10] dando como resultado el uso del término articulación de Hooke en el mundo de habla inglesa. En 1683, Hooke propuso una solución a la velocidad de rotación no uniforme de la junta universal: un par de juntas de Hooke desfasadas 90° en cada extremo de un eje intermedio, una disposición que ahora se conoce como un tipo de junta de velocidad constante . [4] [11] Christopher Polhem de Suecia más tarde reinventó la junta universal, dando lugar al nombre Polhemsknut ("nudo de Polhem") en sueco.
En 1841, el científico inglés Robert Willis analizó el movimiento de la junta universal. [12] Para 1845, el ingeniero y matemático francés Jean-Victor Poncelet había analizado el movimiento de la junta universal usando trigonometría esférica. [13]
El término junta universal se usó en el siglo XVIII [10] y era de uso común en el siglo XIX. La patente de Edmund Morewood de 1844 para una máquina de recubrimiento de metal requería una junta universal, con ese nombre, para acomodar pequeños errores de alineación entre el motor y los ejes del tren de laminación. [14] La patente de locomotora de Ephriam Shay de 1881, por ejemplo, usaba juntas universales dobles en el eje de transmisión de la locomotora . [15] Charles Amidon usó una junta universal mucho más pequeña en su bit-brace patentado en 1884. [16] La máquina de vapor esférica, rotativa y de alta velocidad de Beauchamp Tower usó una adaptación de la junta universal alrededor de 1885.[17]
El término articulación cardánica parece haber llegado tarde al idioma inglés. Muchos de los primeros usos del siglo XIX aparecen en traducciones del francés o están fuertemente influenciados por el uso francés. Los ejemplos incluyen un informe de 1868 sobre la Exposición Universal de 1867 [18] y un artículo sobre el dinamómetro traducido del francés en 1881. [19]
