Упругий шарнир Советский патент 1980 года по МПК F16C11/12 

(54) УПРУГИЙ ШАРНИР

Изобретение отнсюится к области точного машиностроения, приборостроения и, в частности, предназначено для использоваНИН в узлах прецизионных угловых перемещений в ограниченных пределах (приборы точной механики, метаппорежущие стан ки и др.). Известен упругий ленточный шарнир, представляющий собой упругую ленту-пластину, жестко заделанную по обеим своим концам на шарнирно-сопряпгаемых зве ньях l. ЭтМ- шарнир в своем простейшем исполнении имеет невьюокую точность направления из-за нестабильности положения оси вращения с изменением как угла поворота, так и характера приложенной нагрузки. Кроме того, ось вращения проходит через .тело ленты-пластины, преимуществен но по ее средней части, что обусловливает ограниченность их конструктивных возможностей в смысле применения упругих элементов в необходимом количестве и их рационального расположения вне центральной зоны, например по периферии сопрягаемых звеньев. Известен также упругий шарнир, содерж&щий поворотные элементы с общей осью вратд ения и соединяющие их упругие элементы, равномерно и жестко закрепленные на поворотных элементах и имеющие линии заделок с общим центром пересечения, расположенным на оси вращения. Упругие элементы выполнены в виде отрезков тонкостенного конуса, закрепленных на поворотных элементах по их диаметрально противоположным образующим конических поверхностей Г21. Недостатком известного шарнира является невысокая точность раправпения углового поворота, которая объясняется тем, что в радиальном направлении упругие элементы имеют малую жесткость, вызывая изгиб упругих элементов и сдвиг поворотных звеньев. Увеличение количества упругих элементов может привести лишь к пропорциональному уменьшению величин 74 sioro сдвиге, но не к попнсяиу его устранению. того, выполнение упругих элементов в виде тонкостенных конусов и их крепление связано со значительными технологическими трудностями, вызванными нес ходимостью соблюдения точности угпд конусности. Целью изобретения является повьпиенне точности направления углового поворота я упрошение технологии изготовления упру гого шарнира. Цель достигается тем, что упругие элементы выполнены N-образной формы с ребрами, расположенными на прямых, сходящихся на оси вращения в центре пересечения линий заделок. Кроме того, упругие элементы имеют плоские поверхности дпя жесткого крепления на поворотных элементах. На фиг, 1 представлен упругий шарнир, общий ВИД} на фиг. 2 - схема расположени и крепления упругого элемента. Упругий шарнир содержит упругие эле менты, каждый из которых выполнен в виде пластины 1 V -образной формы ипи в виде двугранного угла АС ВО или А СВР ЕС Одной своей гранью упругий элемент жест ко закреплен на поворотном элементе 2, а другой на поворотном элементе 3. При этом линии заделок АО, ВО и ребро двухгранного угла СО пересекаются в центре О, через который перпендикулярно к плоскости заделок АОВ проходит ось вращения . Основания 2 и 3 могут быть связаны с помощью четырех упругих элементов, расположенных по периферии узла в соответствующих углублениях. Для предохране-. ния от механических повреждений упругие элементы могут быть закрыты кожухом 4 Линии заделок и прямые, на которых расположены ребра всех упругих элементов, должны сходиться в центре О, через кото рый.перпендикулярно к плоскости заделок РР проходит ось вращения Жестко крепленые на поворотных элементах упругие элементы имеют плоские поверхности 5. Количество упругих направляющих элементов в одном шарнире определяется заданными нагрузками, а места их распо-. 6 ложения конструктивными соображениями. При этом радиус их расположения по периферии может варьироваться в широких пределах путем изменения угла наклона ребра СО (СЕ) относительно плоскости заделок АОВ (фиг. 1), Работа шарнира заключается в следующем. При повороте элемента 2 относитель но элемента 3 от положения В к В (фиг. 2) двугранный угол упругого элемента 1 раскрьгоается (или, наоборот, при движении в обратном направлении). При этом, бла1юдаря нерастяжимости линий заделок АО (AG ), ВО (BF) и ребра СО (СЕ), при неподвижном элементе 3 точка В и вместе с нею все точки, пренадлежвщие подвижному элементу 2, будут перемещаться по дугам концентрических окружностей с общим центром в точке О, Формула изобретения 1.Упругий шарнир, содержащий поворотные элементы с обшей осью вращения и соединяющие их упругие элементы, равномерно и жестко закрепленные на поворотных элементах и имеющие линии заделок с обшим центром пересечения, расположенным на оси вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности направления углового поворота и упрощения технологии изготовления, упругие элементы выполнены -обраэной формы с ребрами, расположенными на прямых, сходящихся на оси вращения в центре пересечения линий заделок. 2,Упругий шарнир по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы имеют плоские поверхности для жесткого крепления на поворотных элементах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник конструктора оптикоме:Ханическщ(. приборов: Под ред. М. Я. Кругера.Л., Машиностроение , 1972, с. 20JU.2.Авторское свидетельство СССР № 49О958, кл, F 16 С 11/12, 1973 (прототип).