Przegub uniwersalny (znany również jako przegub Cardana, przegub Hooke'a lub przegub U) jest podstawowym elementem szeroko stosowanym w mechanicznych układach napędowych. Jego podstawową funkcją jest łączenie dwóch wałów, których osie nie są współliniowe oraz przenoszenie między nimi momentu obrotowego i ruchu obrotowego. Zasada działania opiera się na mechanizmie połączenia sferycznego, umożliwiającym połączonym wałom tworzenie pewnego kąta zawartego (zwykle do 15°-20°) w płaszczyźnie i kompensującego niewielkie niewspółosiowość osiową, promieniową i kątową.
Typowe pojedyncze sprzęgło przegubowe składa się głównie z następujących elementów:
Jarzmo (jarzmo napędowe i jarzmo napędzane): Końcówki wideł w kształcie litery U lub jarzma przymocowane do wałów.
Wał poprzeczny/pająk (w kształcie krzyża): Podstawowy element składający się z czterech czopów czopowych ułożonych w kształcie krzyża.
Łożyska igiełkowe / łożyska ślizgowe: instalowane pomiędzy czopami wału poprzecznego a otworami jarzma w celu zmniejszenia tarcia i zużycia.
Pokrywa łożyska / pierścień ustalający (pierścień zabezpieczający): Służy do zabezpieczania i uszczelniania łożysk, zapobiegając ich demontażowi.
Aby przezwyciężyć nieodłączne wahania prędkości pojedynczego przegubu, w praktyce inżynierskiej powszechnie stosuje się szeregowy układ „podwójnego przegubu uniwersalnego”. Taka konfiguracja musi być zgodna z zasadą montażu, zgodnie z którą „kąty wału wejściowego i wyjściowego względem wału pośredniego są równe, a jarzma na obu końcach wału pośredniego leżą w tej samej płaszczyźnie”, aby uzyskać przenoszenie stałej prędkości.
Kompensuje dużą niewspółosiowość kątową:
Jego najbardziej widoczna zaleta. Pojedynczy przegub może przyjąć stosunkowo duży kąt pracy (zwykle 15°-25°, w specjalnych konstrukcjach do 35°), dzięki czemu idealnie nadaje się do łączenia wałów, w których występują znaczne błędy montażowe lub które podlegają względnym ruchom podczas pracy.
Kompaktowa konstrukcja o dużej nośności:
Stosunkowo prosta, ale solidna konstrukcja, często kuta ze stali stopowej o wysokiej wytrzymałości. Możliwość przenoszenia bardzo wysokiego momentu obrotowego, odpowiednia do maszyn o dużym obciążeniu (np. walcowni, statków, sprzętu górniczego).
Wysoka wydajność transmisji:
W przypadku łożysk igiełkowych utrata tarcia jest minimalna, osiągając współczynnik sprawności na poziomie 98–99,9%.
Wysoka niezawodność i stosunkowo prosta konserwacja:
Wytrzymałe i trwałe, o długiej żywotności przy właściwym smarowaniu. Awarie zwykle objawiają się zużyciem półosi lub łożysk, które można stosunkowo łatwo wymienić.
Nadaje się do trudnych warunków:
Może pracować w środowiskach zakurzonych, wilgotnych lub o wahaniach temperatury, jeśli jest wyposażony w osłony ochronne lub uszczelki.
Podstawowe pola aplikacji:
Przemysł motoryzacyjny: Układy wałów napędowych, łączące skrzynię biegów z osią napędową.
Maszyny Metalurgiczne: Mechanizmy napędowe walcarek, prostowarek.
Maszyny budowlane: Miejsca wymagające przenoszenia mocy pod dużym kątem w dźwigach, koparkach, samochodach z pompami do betonu itp.
Maszyny papiernicze, przemysł morski, maszyny górnicze o dużej wytrzymałości: sprzęt przenoszący wysoki moment obrotowy i powodujący niewspółosiowość wałów.