Ein Kugelgelenk ist eine Art von Drehgelenk, das einem verbundenen Objekt relative Bewegungsfreiheit gibt. Diese Gelenke bestehen normalerweise aus zwei Teilen, der Kugel und dem Gehäuse, aber einige Kugelgelenke verwenden ein Verbindungsstück, das die beiden Teile miteinander verbindet. Ein Kugelgelenk ist in Millionen unterschiedlicher Systeme zu finden. Nahezu jedes hergestellte Auto hat mehrere Kugelgelenke in Lenk- und Federungssystemen – sie sind auch in anderen lenkbaren Geräten wie Industriemaschinen und Kinderspielzeug üblich. Das anatomische Kugelgelenk ist, ähnlich wie bei einer menschlichen Schulter, ebenfalls eine Art Kugelgelenk.
Der Grundaufbau eines Kugelgelenks ist sehr einfach. Die Kugel ist ein Lager, das mit einem Bolzen verbunden ist, der oft mit einem Gewinde versehen ist, damit es in eine größere Maschine oder Kupplung eingeschraubt werden kann. Der Ball passt locker in ein Etui, aber eine innere Lippe verhindert, dass das Etui den Ball freigibt. Dadurch kann die Kugel im Inneren des Gehäuses herumrollen und eine große Bewegung relativ zu den beiden Gelenkhälften erzeugen.
Es gibt zwei Hauptmodifikationen, die üblicherweise bei dem Basis-Kugelgelenk zu finden sind. Dies ist zunächst ein Verbindungsstück zwischen der Kugel und dem Gehäuse. Dies ist in der Regel eine Feder, aber auch andere Anschlussarten sind möglich. Dieses Verbindungsstück reduziert Vibrationen, die durch die Bewegung der Kugel im Gehäuse verursacht werden. Andererseits schränkt die Verbindung gelegentlich die volle Beweglichkeit des Gelenks ein.
Die andere übliche Änderung des Basismodells mit Kugelgelenk ist eine vollständige Abdichtung. Normale Kugelgelenke sind offen und müssen gelegentlich geschmiert werden, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Ohne Schmierung beginnt die Stahlkugel oft zu rosten und zu zerfallen. Abgedichtete Kugelgelenke haben eine flüssigkeitsdichte Abdichtung um die Öffnung des Gehäuses und Schmierung im Gelenk. Diese Verbindungen erfordern viel weniger Wartung, aber Brüche in der Dichtung erfordern normalerweise den Austausch der gesamten Einheit.
Kugelgelenke ermöglichen eine multidirektionale Bewegung zwischen zwei verbundenen Objekten. Im Extremfall hat ein Kugelgelenk eine Richtungsbewegung von fast 180 Grad und eine Drehbewegung von 360 Grad. Obwohl nur sehr wenige Kugelgelenke so locker sind, ist dies ein möglicher Aufbau. Ein typisches Kugelgelenk schwebt um eine 100-Grad-Bewegung, nur etwas größer als senkrecht.
Diese Gelenke sind in der Regel für Orte mit schnellen, oft unerwarteten, multidirektionalen Bewegungen ausgelegt. Einer der häufigsten Orte, um ein Kugelgelenk außerhalb des anatomischen Kugelgelenks zu finden, ist in einem Automobil. Diese Gelenke stellen die Drehfähigkeiten des Lenksystems bereit und ermöglichen gleichzeitig Anpassungen in der Höhe des Systems. Darüber hinaus sind sie bei Aufhängungen üblich, wo sie das Aufhängungssystem mit dem Rad verbinden.