en universal joint kan också kallas en universell koppling, en U-joint, en kardan joint, en Spicer joint, en Hardy-Spicer joint eller en Hooke ’ s joint.

av Dr. Jody Muelaner

en universalfog är en koppling mellan två objekt, vanligtvis axlar, som tillåter relativ rotation i två axlar. Den består av två roterande fogar med vinkelräta och skärande axlar.

När axlar är anslutna med en universalfog slutar varje axel i en revolutfog med sin axel vinkelrätt mot axelns rotationsaxel. Detta gör att roterande rörelse kan överföras mellan axlarna samtidigt som den tillåter felinriktning i båda återstående rotationsgrader av frihet. En enda rotationsgrad av frihet är begränsad (axelrotationen) såväl som alla relativa översättningar, vilket ger en universell LED två frihetsgrader (2-DOF).

universalfogen är inte en konstant hastighetsfog. Om ingångsaxeln roterar med konstant hastighet kommer utgångsaxelns hastighet att oscillera. De kommer att ha samma medelhastighet men utgångsaxelns hastighet kommer att vara något högre eller lägre än detta genomsnitt vid varje given tidpunkt. Mängden svängning i utgångsaxeln beror på mängden felinriktning mellan axlarna, om axlarna är koaxiala kommer utgångsaxeln faktiskt att ha en konstant hastighet.

det är möjligt att skapa en konstant hastighetsfog genom att kombinera ett antal universella leder. En dubbel Kardanfog är ett arrangemang av två universella fogar, med en kort anslutningsaxel mellan dem, 90 kg ur fas med varandra. Om någon böjvinkel delas lika mellan de två universalfogarna, kommer de två lederna att avbryta hastighetsoscillationer så att den slutliga utgående axeln har en konstant hastighet. Oscillationen av mellanaxeln kommer emellertid att orsaka vibrationer och stöd krävs för att bibehålla lika vinklar.

Universalfogar har använts i stor utsträckning i fordonets drivlinor – men ersätts av konstant hastighetsfogar. Universalfogar används nu sällan för att överföra kraft till fordons framhjul, förutom vissa tunga terrängfordon. De används fortfarande i stor utsträckning för drivaxlar, även om konstanta hastighetsfogar till och med börjar användas för dessa applikationer. Universalfogar har också många andra användningsområden i mekaniska styrsystem och industriella maskiner. Universalfogar tillåter stora vinklar mellan axlarna. För liten felinriktning mellan axlarna kan en flexibel koppling vara ett alternativ till en universalfog.