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Universal joint - output speed relative to input speed.png Universal joint - output angle relative to input angle.png
Velocidade angular do veio transmitido ω2 para diferentes ângulos β entre os veios. 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 o rácio de velocidade do transmitido para o transmissor em média 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:

Cardan Shaft.jpg

Juntas universais num veio de transmissão.

\omega_2 = \frac{\omega_1\cos\beta}{1-\sin^2\beta\cos^2\phi_1}


e a aceleração angular,


\alpha_2 = \frac{\omega_1^2\sin^2\beta\cos\beta\sin 2\phi_1}{(1-\sin^2\beta\sin^2\phi_1)^2}


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°.

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