GIUNTO

GIUNTO (fr. accouplement; sp. acoplamiento; ted. Kupplung; ingl. coupling)

I giunti sono elementi di macchine che servono, nel loro tipo più semplice, per collegare le estremità di due alberi di trasmissione.

Giunti rigidi. - Per ragioni d'indole pratica gli alberi delle macchine o delle trasmissioni possono essere formati di più parti collegate fra loro, in modo da comportarsi come un solo elemento, per mezzo di giunti fissi o rigidi. Ve ne sono di diversi tipi.

Il giunto ad anelli (fig. 1) si compone di un manicotto diviso in due metà da un piano diametrale: i due alberi non terminano con due superficie piane, ma ciascuno con una sporgenza e una rientranza che s'impegnano vicendevolmente. I due mezzi manicotti sono spinti contro l'albero per mezzo di due anelli spinti a forza verso il centro del giunto: il forzamento avviene perché le superficie esterne del manicotto e quelle interne degli anelli sono leggermente coniche. È il giunto più semplice e leggiero; presenta superficie lisce e tornite e lo si smonta facilmente.

Il giunto a viti (fig. 2) è analogo al precedente: solo il manicotto è perfettamente cilindrico e le due metà sono serrate una contro l'altra da una doppia serie di viti. Esso è fissato sugli alberi mediante collegamento a bietta.

Il giunto a dischi (fig. 3) è formato da due dischi ognuno dei quali è collegato per mezzo di una bietta a uno dei tronchi d'albero. Uno dei dischi porta anteriormente una sporgenza che entra esattamente in una cavità portata dall'altro disco: i due dischi sono poi collegati per mezzo di 6 o 8 viti.

Il giunto di Sellers (fig. 4) è un po' più complesso dei precedenti: ha però il vantaggio di poter essere adoperato anche se il diametro dei due tronchi d'albero da collegare non è perfettamente lo stesso. Tra il manicotto che è in un sol pezzo e gli alberi sono interposti due anelli le cui superficie esterne sono coniche e si accoppiano con la superficie interna del manicotto che è a doppio cono, mentre nell'interno sono collegate a bietta agli alberi.

Giunti di dilatazione. - Quando gli alberi sono eccessivamente lunghi è utile disporre uno o più giunti di dilatazione, i quali sono composti generalmente di due manicotti, fissati sulle estremità dei due tronchi d'albero, manicotti che sono forniti di sporgenze che s' introducono su rientranze corrispondenti senza però raggiungerne il fondo, in modo da poter consentire un piccolo spostamento longitudinale relativo (fig. 5).

Giunti elastici. - Si adoperano quando possono prodursi degli urti, o quando gli alberi non sono esattamente sul prolungamento l'uno dell'altro, o per permettere deviazioni derivate durante il funzionamento per deformazioni dovute alla flessione degli alberi, o al consumo di cuscinetti, o per correggere lievissimi errori di montaggio o per smorzare le oscillazioni dovute all'imbocco di ruote dentate a grande velocità. In genere l'elasticità è ottenuta dalla presenza di materie adatte come il cuoio e il caucciù.

Un giunto d'uso comune è quello Pomini (fig. 6), in cui l'elemento elastico è dato da un certo numero di anelli di cuoio avvolti su sporgenze dei due manicotti. Esso può funzionare anche da giunto di dilatazione; serve per il movimento nei due sensi, e ha il vantaggio d'essere isolante, ciò che può essere utile nell'accoppiamento di macchine elettriche.

Altri tipi di giunti sono quelli in cui secondo la volontà dell'operaio si può mediante un organo di comando (generalmente una leva) attuare o no il collegamento tra i due alberi, e prendono allora più propriamente il nome di innesti (v.).

Giunto di trasmissione. - Giunto di Oldham. - Serve a trasmettere il movimento tra due alberi paralleli e molto vicini: in ogni intervallo di tempo l'angolo di cui ha ruotato l'albero motore è perfettamente eguale all'angolo di cui ha ruotato l'albero mosso: perciò il rapporto di velocità fra i due alberi è costante ed è eguale a uno. Il giunto è costituito essenzialmente da un membro c portante due scanalature (glifi) ad asse rettilineo e ortogonale tra loro in modo da formare una croce. Su ciascuna delle scanalature è impegnato un pattino il quale è solidale con uno degli alberi.

Rotando l'albero motore, per mezzo del suo pattino terminale si mette in movimento la croce, la quale a sua volta mette in movimento il secondo albero. Lo schema cinematico del giunto è quello rappresentato dalla fig. 7. La forma abituale costruttiva del giunto è quella rappresentata dalla fig. 8. I due alberi terminano con due dischi nei quali sono praticate due scanalature diametrali s e s′.

Il corpo c ha pure forma di disco: è interposto tra i due precedenti e presenta due risalti prismatici ortogonali che s' impegnano nelle due scanalature. La convenienza dell'impiego di questo giunto (poco usato) è subordinata alla estrema vicinanza dei due alberi tra cui avviene la trasmissione: per distanze non piccole esso dà luogo a notevoli perdite di lavoro per attrito e il rendimento è molto basso. Può essere conveniente nel caso in cui i due alberi sono esattamente conassici quando si può supporre che uno dei due possa un poco spostarsi trasversalmente durante il funzionamento.

Giunto di Cardano. - G. Cardano (1501-1576) è stato il primo a utilizzarlo, ma non nelle trasmissioni. Nelle trasmissioni fu adoperato per primo dall'inglese R. Hooke (1635-1703). È un giunto articolato (fig. 9) che serve a trasmettere il movimento tra due alberi ad assi concorrenti. I due alberi terminano ciascuno con una manovella sferica (a e c). Queste due manovelle sono articolate alle loro estremità con l'elemento b (biella sferica).

Tanto le due manovelle quanto la biella corrispondono a un quarto di cerchio massimo della sfera. Se i due alberi non sono sul prolungamento l'uno dell'altro, ma deviati dell'angolo ϕ, il rapporto di velocità non è costante durante la trasmissione. Si trova che muovendosi l'uno degli alberi, per esempio l'albero motore, di moto uniforme, l'altro si muove invece di moto periodico ma con la stessa velocità media del primo.

Se s'indica con α l'angolo di cui ha ruotato uno degli alberi a partire dalla posizione in cui la sua manovella si trova sul piano dei due alberi, e α′ la rotazione corrispondente dell'altro albero, vale la relazione:

la quale relazione dice che α e α′ prendono contemporaneamente i valori

ecc., purché non si verifichi la condizione

per cui α′ = 0 per qualunque valore di α. Indicando con ω e ω′ le velocità angolari dei due alberi, vale la relazione:

Questo rapporto assume il valore minimo cos ω per α = 0, α = π, ecc., e il valore massimo

ecc. Supponendo ω costante, il valore ω′ oscilla quindi tra w/cos ϕ e ω cos ϕ restando il suo valore medio eguale a ω. Il rapporto Δ tra il massimo scarto di velocità e la velocità media sarà dunque espresso da:

ed è una funzione che cresce rapidamente con ϕ.

Esso è appena del 0,76% per ϕ = 5° e diventa 6,94% per ϕ = 15°, 28,9% per ϕ = 30°, 70,7% per ϕ = 45°, 150% per ϕ = 60°. Poiché nelle macchine male si tollerano le forti irregolarità, ne consegue che il giunto cardanico semplice si presta bene soltanto per una deviazione ϕ degli assi che non superi alcuni gradi. Per deviazioni considerevoli può essere conveniente adoperare il doppio giunto di Cardano il quale si presta anche per trasmettere il movimento tra due alberi paralleli. Tutti e due i casi sono rappresentati nelle figg. 10 e 11. I due alberi estremi si muovono in modo da avere in qualsiasi intervallo spostamenti angolari eguali mentre l'albero intermedio assume un movimento con legge diversa da quella degli altri due. In pratica, per ragioni costruttive, il giunto di Cardano non si presenta come nello schema considerato, ma a ognuno degli alberi si raddoppia la manovella di modo che la sua estremità prende la forma di una forcella; con le due forcelle si articola in quattro punti la biella sferica che può avere la forma di un intero anello o quello di una crociera rigida a quattro braccia (fig. 12).

Il giunto di Cardano si applica anche quando i due alberi siano esattamente in prosecuzione l'uno dell'altro, ma durante il funzionamento sia possibile una piccola deviazione angolare di uno di essi. L'applicazione più cospicua si ha nelle automobili per la trasmissione del movimento dal motore alle ruote. Se la trasmissione avvenisse con un unico albero rigido, questo verrebbe ad avere delle forti sollecitazioni ad ogni oscillazione che, per ogni irregolarità anche piccola della strada, si produrrebbe in virtù dell'elasticità delle molle e dei pneumatici. Queste sollecitazioni sarebbero oltremodo pericolose e provocherebbero la rottura dell'albero. Ad evitare questo inconveniente sono stati adottati due sistemi: il primo, adoperato più spesso negli autocarri, consiste nel trasmettere il movimento dell'albero alle ruote per mezzo di un elemento elastico o articolato (la catena); il secondo, adoperato nelle vetture, consiste nel costruire l'albero in due o in tre parti, interponendo uno o due giunti di Cardano.

Per i giunti delle tubazioni, v. tubi. Per i giunti nelle ossature metalliche e di cemento armato, v. ossatura. Per i giunti nelle membrature metalliche, v. piastra. Per i giunti saldati, v. saldatura.