Ein Winkelgelenk ist ein Oberbegriff für eine breite Klassifikation von Verbindungsmethoden, bei denen ein Stück in eine bestimmte Richtung in das Gelenk eindringt und ein anderes Stück in eine andere Richtung austritt. Es gibt zwei Klassifikationen von Winkelgelenken, fest und verstellbar. Ein festes Gelenk bewegt sich nicht aus seiner Ausgangsposition, während ein Gelenk mit verstellbarem Winkel ein gewisses Maß an Bewegung hat. Feste Gelenke sind an nicht beweglichen Stellen wie der Innenseite einer Wand oder eines Bilderrahmens üblich, während verstellbare Gelenke häufig in Maschinen wie Motoren oder Industriewerkzeugen vorkommen.
Winkelgelenke gibt es so ziemlich überall, wo Menschen sind. Egal, ob es sich um zwei zusammengebundene Stöcke handelt, um ein Zelt zu bauen, oder um das Innere eines ferngesteuerten Autos, Menschen verwenden Winkelgelenke in vielen Dingen. In einer festen Struktur wird das Gelenk im Allgemeinen verwendet, um die Richtung des auf das Objekt ausgeübten Drucks zu ändern. Bei Verwendung in einer Maschine ermöglicht das Gelenk normalerweise, dass sich Energie auf einem nichtlinearen Weg bewegt.
Feste Verbindungen ermöglichen es, zwei Gegenstände miteinander zu verbinden, ohne an Festigkeit einzubüßen. Dies ermöglicht es der Gelenkstelle, auf sie ausgeübte Kräfte zu verändern, indem sie ihre Richtung ändert oder seitliche Stabilität erzeugt. Zum Beispiel werden die Ecken eines Hauses mit festen Fugen hergestellt. Diese Fugen nehmen die von den darüber liegenden Geschossen auf die Wände ausgeübten Kräfte auf und leiten sie nach unten in den Boden ab. Würden die Wände einfach aus freistehenden und nicht verbundenen Wänden bestehen, würde das Gebäude unter seinem Eigengewicht einstürzen.
Verstellbare Gelenke sind im Allgemeinen viel komplizierter als feste Gelenke. Da ein Festwinkelgelenk einfach nicht brechen muss, sind sie meist recht einfach. Auf der anderen Seite muss ein Gelenk mit einstellbarem Winkel sich beugen, drehen und Energie übertragen, ohne an Kraft einzubüßen. Daher bestehen die meisten verstellbaren Gelenke vollständig aus Metall. Die beiden häufigsten Formen von verstellbaren Winkelgelenken sind Kreuzgelenke (U-Gelenke) und Gleichlaufgelenke (CV).
Das AU-Gelenk ist mit zwei Scharnieren ausgestattet, die es dem Gelenk ermöglichen, sich in jedem Winkel von mehr als 90 Grad frei zu bewegen. Jede mit dem Gelenk verbundene Welle hat am Ende eine Y-förmige Gabel. Eine Gabel ist um 90 Grad zur anderen gedreht, sodass sie mit den Gabelenden eine Plus-Form bilden. Zwischen diesen Gabeln befindet sich ein einfacher Verbinder, der frei an der Spitze jedes Endes befestigt wird und zwei Schwenkscharniere erzeugt. Die Zwei-Scharnier-Konstruktion ermöglicht eine gleichzeitige Drehung beider Wellen, jedoch unabhängig voneinander in einem Winkel.
Ein CV-Winkelgelenk ist ein modifiziertes Kugelgelenk und wird normalerweise verwendet, wenn das Gelenk Energie in einem Winkel übertragen muss, der sich nie ändert. Das Kugelende der einen Welle passt in die Buchse am anderen Ende. Rillen an der Kugel und der Innenseite der Pfanne halten einen Satz Kugellager, die es der Kugel ermöglichen, sich zu drehen und Energie zu übertragen. Diese Gelenke haben ein sehr hohes Energieübertragungspotential, erfordern jedoch mehr Wartung als andere verstellbare Gelenke.