Шарнир

 

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: в шарнире, содержащем разъемную обойму из двух частей, соединенных крепежными элементами и шаровую головку с пальцем, установленную в обойме, одна из частей обоймы выполнена с опорным элементом, ось последнего перпендикулярна плоскости разъема, обойма установлена в корпусе, другая часть обоймы снабжена дополнительным опорным элементом, в корпусе выполнены отверстия, а опорные элементы размещены в упомянутых отверстиях. Использование изобретения позволяет расширить эксплуатационные возможности шарнира. 14 ил.

Изобретение относится к машиностроению.

В машиностроении, при построении кинематических схем, для связей гидроцилиндров с управляемым телом используется шарнир Гука.

Известный шарнир Гука имеет большие углы β , γ и α = 36⁰о, но сложен в изготовлении, его элементы работают как консоли.

Недостатком шарнира Гука является сложность конструкции, плохие условия работы элементов (консольные нагрузки вилок).

Также известен шаровой шарнир, содержащий разъемную обойму, состоящую из двух частей, соединенных крепежными элементами и шаровую головку с пальцем, установленную в обойме. Одна из частей обоймы выполнена с опорным элементом, причем ось упомянутого элемента перпендикулярна плоскости разъема обоймы. У данного шарнира нет консолей и распределение нагрузок осуществляется по сфере, угол α = 360^о, а углы β , γ = 30^о, дальнейшее увеличение которых при компоновке ведет к значительному увеличению размеров шара. Шаровой шарнир имеет хорошие условия работы элементов (отсутствие консолей), но с недостаточными кинематическими возможностями.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что шарнир, содержащий шаровую головку с ножкой, сопряженную по сферической поверхности с внутренней поверхностью разъемной обоймы, соединенной крепежными элементами, одна из частей которой соединена с опорным элементом, снабжен корпусом и дополнительным опорным элементом, соединенным с другой частью обоймы, причем обойма установлена в корпусе, а опорные элементы размещены в выполненных в корпусе отверстиях.

Изобретение иллюстрируется чертежами: фиг.1 - шарнир в сборе; фиг.2, 3 - геометрия полувилок, кинематика замыкания; фиг.4, 5, 6, 7 - заведение (сборка) полувилок в корпусе; фиг.8 - шарнир в сборе; фиг.9, 10 - геометрия полувилок, кинематика замыкания; фиг.11 - геометрия полувилок на сфере шаровой опоры; фиг.12 - шарнир Гука и возможные углы в пространстве; фиг.13 - шаровой шарнир и возможные углы в пространстве; фиг.14 - предлагаемый шарнир и возможные углы в пространстве.

Предлагаемый шарнир содержит шаровую опору 1, полувилки 2, 3 с цапфами, корпус 4, крепежные элементы 5 (винты, болты).

Шарнир на фиг.1 собирается следующим образом: полувилка 2 вставляется цапфой в отверстие корпуса 4 (фиг.4), затем другая полувилка 3 разворачивается на 90^о относительно вставленной полувилки, и используя поднутрение, заводится внутрь шарнира, расположив цапфу напротив отверстия корпуса 4 (фиг. 5). Затем полувилка 3 вставляется цапфой в отверстие корпуса 4 и поворачивается на 90^о до совпадения крепежных отверстий обеих полувилок 2 и 3 (фиг. 6, 7). Геометрия внутренних поверхностей под шар показана на разрезе А-А фиг.2, 3. В пространство между полувилками 2, 3 вставляется шаровая опора 1 фиг.2, затем полувилка 3 проворачивается в цапфе относительно полувилки 2 на 180^о, при этом с целью не мешать осуществлению поворота шаровая опора устанавливается в положение В фиг.3. На фиг.3 показано положение системы шар-полувилки после поворота. Шаровая опора 1 при этом заперта. Скрепив полувилки 2 и 3 крепежными элементами 5, шарнир окончательно готов к работе. По второму варианту, шарнир на фиг.8 собирается следующим образом. Введение полувилок 2 и 3 в корпусе 4 осуществляется аналогично сборке, описанной выше, фиг.4, 5, 6, 7. Геометрия внутренних поверхностей полувилок 2 и 3 на шаре показана на фиг.11 (соответствует рабочему). Полувилки 2 и 3 поворачиваются в отверстиях корпуса 4 навстречу друг другу до смыкания, при этом суммарный угол должен быть не более 180^о (фиг.9), вводится шаровая опора 1. Затем полувилки 2 и 3 поворачиваются в разные стороны, размыкаясь до совпадения крепежных отверстий (фиг.10). Шаровая опора 1 запирается. Скрепив полувилки 2 и 3 крепежными элементами 5, шарнир полностью подготовлен к работе. В местах соединения крепежными элементами 5 между полувилками 2 и 3 могут быть установлены регулировочные прокладки для обеспечения лучшего контакта с шаровой опорой 1.

Следовательно, предлагаемый шарнир работает аналогично шаровому шарниру (распределение нагрузок по сфере, отсутствие консолей, а значит, и относительно малые размеры - габаритные). Но одновременно обладает и преимуществами шарнира Гука, т.е. имеет большие углы β , γ (фиг.12, 14), что значительно расширяет технологические возможности шарнира.

Формула изобретения

ШАРНИР, содержащий шаровую головку с ножкой, сопряженную по сферической поверхности с внутренней поверхностью разъемной обоймы, соединенной крепежными элементами, одна из частей которой соединена с опорным элементом, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, шарнир снабжен корпусом и дополнительным опорным элементом, соединенным с другой частью обоймы, причем обойма установлена в корпусе, а опорные элементы размещены в выполненных в корпусе отверстиях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14