Un giunto sferico è uno stile di giunto a perno che offre una relativa libertà di movimento a un oggetto connesso. Questi giunti sono generalmente costituiti da due parti, la sfera e la cassa, ma alcuni giunti sferici utilizzano un pezzo connettivo che collega le due parti insieme. È possibile trovare un giunto sferico in milioni di sistemi diversi. Quasi ogni auto prodotta ha diversi giunti sferici nei sistemi di sterzo e sospensione, sono comuni anche in altri dispositivi sterzanti come macchine industriali e giocattoli per bambini. L’articolazione sferica anatomica, come in una spalla umana, è anche uno stile di articolazione sferica.
Il design di base di un giunto sferico è molto semplice. La sfera è un cuscinetto collegato a un perno, spesso filettato per consentirne l’avvitamento in una macchina o accoppiamento più grande. La palla si inserisce liberamente in una custodia, ma un labbro interno impedisce alla custodia di rilasciare la palla. Di conseguenza, la sfera può rotolare all’interno dell’involucro, creando una grande quantità di movimento rispetto alle due metà del giunto.
Ci sono due modifiche principali che si trovano comunemente nel giunto sferico di base. Questo primo è un pezzo connettivo tra la palla e il caso. Questa è generalmente una molla, ma sono possibili altri tipi di connessione. Questo pezzo di connessione riduce le vibrazioni causate dal movimento della sfera nell’involucro. D’altra parte, la connessione limiterà occasionalmente la piena mobilità dell’articolazione.
L’altra alterazione comune al modello base del giunto sferico è una tenuta completa. I normali giunti sferici sono aperti e richiedono una lubrificazione occasionale per continuare a funzionare correttamente. Senza lubrificazione, la sfera d’acciaio inizia spesso ad arrugginirsi e a rompersi. I giunti sferici sigillati hanno una tenuta stagna ai liquidi attorno all’apertura dell’involucro e lubrificazione all’interno del giunto. Questi giunti richiedono molta meno manutenzione, ma le rotture nella tenuta richiedono in genere la sostituzione dell’intera unità.
I giunti sferici forniscono un movimento multidirezionale tra due oggetti collegati. All’estremo, un giunto sferico ha un movimento direzionale di quasi 180 gradi e un movimento rotatorio di 360 gradi. Sebbene pochissimi giunti sferici siano così allentati, è una configurazione possibile. Un tipico giunto sferico si libra intorno a un movimento di 100 gradi, solo leggermente più grande della perpendicolare.
Questi giunti sono generalmente progettati per posizioni con movimenti multidirezionali rapidi, spesso imprevisti. Una delle posizioni più comuni per trovare un giunto sferico al di fuori del giunto sferico anatomico è in un’automobile. Questi giunti forniscono le capacità di rotazione del sistema di sterzo, consentendo nel contempo le regolazioni in altezza del sistema. Inoltre, sono comuni nelle sospensioni dove collegavano il sistema di sospensione alla ruota.