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• Axel

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Mecanismo de juntas universales Las juntas universales, también conocidas como Hooke’s joints o cardanes son elementos mecánicos que nos permiten transmitir potencia entre ejes no alineados, muy populares entre los minibajeros para ser usados en el eje trasero y así tener una suspensión independiente en las ruedas de tracción.

Las juntas universales son uno de los primeros mecanismos de transmisión de potencia para ejes no alineados, y presentan una no linealidad que es importante conocer y considerar, ya que muchos novatos cometen el error de acoplar ejes sin tomar en cuenta esta no linealidad, y tienen una relación de salida oscilatoria. La ecuación de transferencia de una junta universal para la velocidad angular esta dada por:

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Donde: Omega1 es la velocidad angular del eje motriz Omega2 es la velocidad angular del eje conducido Beta es el ángulo entre los ejes motriz y conducido Fi1 es el ángulo de rotación del eje motriz (cicla de cero a 2*pi cada vuelta) En el caso de ejes alineados, beta=cero y la función de transferencia queda como w1=w2 Claramente la función de transferencia para la velocidad angular es no lineal, por lo que es necesario anular esa no linealidad para evitar tener una velocidad oscilante a la salida. Si usáramos una sola junta universal con un eje motriz a una velocidad angular constante.

La forma adecuada de acoplar las juntas es: 1. Alineando los planos que forman las crucetas (que implicaría poner en fase las funciones de transferencia para que se anulen) y… 2. Acomodando los ejes de tal forma que el ángulo beta entre el eje de entrada y el intermedio sea igual al ángulo beta de salida entre el eje intermedio y el eje conducido final. El segundo requisito se puede cumplir en dos configuraciones, la configuración Z y la configuración W. Para los minibajeros, la configuración Z es la única que he visto aplicada hasta el momento (y no habría razón para que esto no fuera así). En la Z, el eje de entrada y el conducido final quedan paralelos, para lograrlo, es importante la simetría. El efecto de la falta de alineación entre crucetas contiguas, nos lleva a una transferencia no uniforme que se puede calcular como la función compuesta f(f(w1)) sin mayor desarrollo, presentamos mediante gráfica el efecto no lineal sobre la velocidad. Cada línea representa un ángulo de desalineamiento, variado de 0° a 90° cada 9°.