Многозвенное сферическое соединение (варианты)

(51) 16 1/00 (2006.01) 16 11/00 (2006.01) 16 3/24 (2006.01) 25 17/00 (2006.01) 25 1/00(2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ выполняется в виде сферического охватывающего звена - обоймы, во внутренней полости которого располагается шаровая головка пальца. Второй вариант сферического соединения также представляет соединение 3 звеньев, состоящее из сферической обоймы и двух сферических головок,одна из которых имеет полую сферическую головку,во внутренней полости, которого располагается шаровый палец с цельной головкой. Третий вариант сферического соединения составлен из 4 звеньев, в котором крестовина карданного механизма, выполняется в виде охватывающей сферической обоймы,сопрягающейся с полой сферической головкой,внутри которого располагается цельная шаровая головка с пальцем. Технический результат заключается в увеличении функциональных возможностей сферического соединения за счет того, что 3 или 4 звена могут совершать сферические движения независимо друг от друга относительно единого центра.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) МНОГОЗВЕННОЕ СФЕРИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ (ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к области машиностроения, приборостроения и может быть использовано в качестве опор и соединений нескольких тел, которые могут совершать независимые угловые перемещения относительно одной неподвижной точки. Первый вариант сферического соединения представляет соединение 3 выходных звеньев,объединяющих карданный механизм и шаровую пару, в котором крестовина в механизме кардана Изобретение относится к области машиностроения, приборостроения и может быть использовано в качестве опор и соединений нескольких тел, которые могут совершать независимые угловые перемещения относительно одной неподвижной точки. Известен шаровый шарнир 2005008084 ,716.06,14.07.2003,который содержит охватываемый шаровый элемент и охватывающий шаровый элемент состоящий из двух полусфер. Недостатком устройства является то, что шарнир может обеспечивать соединение только 2-х звеньев,тем самым ограниченна функциональная возможность шарнира. Ближайшим аналогом заявляемых устройств из трех звеньев является шаровое шарнирное соединение 2 285 159 С 2 б, 16 11/06,10.10.2006, которое содержит шаровые элементы из двух сферических головок с единым центром,снабженных хвостовиками и центрирующихся по наружной сферической поверхности в охватывающей обойме. Данное шаровое соединение образуют три звена, т.е. охватывающая обойма и две сферические головки с хвостовиками, которые вместе могут поворачиваться относительно единого центра, а две сферические головки с хвостовиками друг относительно друга могут вращаться относительно оси проходящей через центр перпендикулярно плоскости соприкосновения. Недостатком данного соединения является ограниченная функциональная возможность, а именно две сферические головки друг относительно друга не могут выполнять сферические движения, так как они соприкасаются плоскими торцевыми поверхностями и имеют только возможность разворота в плоскости сопряжения. Ближайшим прототипом 4-х звенного сферического соединения является многоосный сферический шарнир для соединения трех или более звеньев в одной точке Р 3569674 В 2 2001214924 ,7 16 С 11/0 бб, 14.12.2000, который содержит центральный сферический элемент и разъемный подвижный полый сферический корпус. Дополнительные соединительные звенья крепятся к шайбам, установленным между сферическими поверхностями центрального элемента и полого сферического корпуса. Оси дополнительных соединений образуют 120. Недостатком данного многоосного сферического шарнира являются низкие эксплуатационные возможности, связанные с тем, что шайбы заклиниваются при консольной нагрузке на оси дополнительных соединений и имеют ограниченные возможности сферического вращения. Также в многоосном сферическом шарнире не обеспечиваются требуемые функциональные возможности, а именно не обеспечивается вращение тел относительно одной точки из-за имеющихся между ограниченными поверхностями шайб и сферическими поверхностями зазоров, в результате которых смещаются оси вращения. При сферическом соединений из трех звеньев ставится задача расширить функциональные возможности соединения, которая обеспечивается тем, что все звенья, образующие соединение имеют возможность сферического движения относительно единого центра и друг относительно друга. Указанная задача достигается тем, что крестовина в механизме кардана выполняется в виде сферического охватывающего звена - обоймы, во внутренней полости которого располагается шаровая головка пальца. При этом центры сфер совпадают с точкой пересечения осей вращения валов карданного механизма. Поставленную задачу в случае сферического соединения из трех звеньев можно обеспечить также за счет того, что во внутренней полости охватывающего сферического звена располагается палец с полой сферической головкой, собранной из двух полусфер байонетным соединением. Одна из полусфер или обе имеют прорези для пальца с цельной шаровой головкой, расположенного внутри полой сферической головки. При этом центры всех сфер совпадают. Технический результат, а именно повышение эксплуатационных характеристик и расширение функциональных возможностей сферического соединения и создание многофункциональных шаровых опор достигается в результате конструктивного выполнения 4-х звенного сферического соединения, в котором все выходные звенья имеют возможность выполнять сферические движения относительно одного общего центра и друг относительно друга. Для этого крестовина карданного механизма, как указывалось в первом устройстве, выполняется в виде охватывающей сферической обоймы, сопрягающейся с полой сферической головкой,внутри которого располагается цельная шаровая головка с пальцем. Заявляемое первое устройство представлено кинематической схемой многозвенного сферического соединения из трех выходных звеньев 1,2,3 (фиг.1) и чертежами общего вида многозвенного сферического соединения трех звеньев (фиг.2) на фиг.3 показано сферическое соединение из 3-х звеньев образованное сферическими поверхностями на фиг.4 представлена кинематическая схема сферического многозвенного соединения образованного 4-мя выходными звеньями на фиг.5 изображено строение 4-х звенного сферического соединения. Первый вариант трехзвенное сферического соединения (фиг. 1 , фиг. 2 ) составлен из механизма кардана, состоящего из выходного звена 1 с вилкой 5, выходного звена 2 с вилкой 6, в котором крестовина 4 представляет сферическую обойму,подобную обойме сферического подшипника. Корпус обоймы имеет проушины 7 , с которыми образуют шарнирные соединения вилки 5 и 6. С внутренней поверхностью сферической обоймы сопрягается сферическая головка 3 с пальцем. Центры сферических поверхностей совпадают с точкой пересечения осей вращения звеньев 1,2 и осей проушин. В данном варианте сферического 2 соединения звенья 1,2,3 имеют возможность совершать сферические движения относительно общего единого центра. Второй вариант трехзвенного сферического соединения (фиг.3) образован сферической обоймой 4 и полой сферической головкой 8 с пальцем 9. Полая сферическая головка является разъемной и состоит из двух полусфер 10 и 11 соединенных байонетным соединением 12. Внутри полая головка сопрягается с цельной шаровой головкой 13 имеющем палей 14 и образует сферическое соединение. Для возможности перемещения пальца 14 на полусферах 1 0 или 11 (исходя из конструктивных особенностей) выполняются прорези 1 5 (фиг. 5 ) . Полая сфера может быть изготовлена известными способами, например,путем обжатия на болванке. Затем полая сфера разрезается по диаметральной плоскости. На одной из полусфер выполняются прорези. К одной из полусфер закрепляется палец. Собирается сферическое соединение в следующей последовательности в полусферу с прорезью вставляется палец с цельной шаровой головкой,затем полусфера вставляется в обойму, одевается с торца полусферы уплотнительная прокладка и байонетным соединением соединяется вторая половина полусферы. Как показано на кинематической схеме (фиг.4) четырехзвенное сферическое соединение образуется расширением первого варианта трехзвенного сферического соединения (фиг.1). При этом, как следует из чертежа (фиг. 5 ) вм ест о шаровой головки с пальцем 3 в сферической обойме 4 размещается узел, составленный из полого шара 8 с пальцем 9, составленного из полусфер 1 0 и 11 и цельного шар 13 с пальцем 14. Все сферические поверхности имеют единый центр О. Относительно этого центра могут совершать ограниченные конструктивными возможностями сферические движения все четыре выход ны е звенья 1,2,9,14. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многозвенное сферическое соединение,составленное из трех выходных звеньев, которые могут поворачиваться относительно осей проходящих через единый центр, отличающееся тем, что состоит из карданного шарнира и шарового шарнира, каждое выходное звено соединения может совершать ограниченное сферическое движение друг относительно друга. 2. Многозвенное сферическое соединение по п.1,отличающееся тем, что охватывающая обойма шарового шарнира одновременно служит крестовиной карданного шарнира. 3. Многозвенное сферическое соединение,составленное из охватывающей обоймы, двух шаровых элементов с хвостовиками, имеющие возможность поворота относительно осей проходящих через общую точку, отличающееся тем, что дополнительно содержит четвертое звено,при этом шаровый элемент с полым шаром и хвостовиком сопрягается с охватывающей обоймой,причем с внутренней поверхностью полого шара сопрягается другое звено, представляющее цельную шаровую головку с хвостовиком. 4. Многозвенное сферическое соединение по п.3,отличающееся тем, что полый шар составлен из двух полусфер с байонетным соединением, имеет вырез для перемещения хвостовика шарового элемента,сопрягающегося с внутренней поверхностью полого шара.