Шарнирное соединение

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 10218 А 1/00 51) Г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) В. С. Поляк и 1 О. Б. Синкевич (71) Ордена Трудового Красного Знамени центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций(54) (57) 1. ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ, содержащее ползун со сферической поверхностью и охватывающую его направляющую со сквозным отверстием, отличающееся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности соединения при передаче крутящего момента, на ползуне выполнен участок с цилиндрической поверхностью, а сквозное отверстие направляющеи выполнено четырехгранным с двумя противолежащими плоскими, параллельными друг другу гранями, взаимодействующими с цилиндрической поверхностью ползуна.2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что две другие противолежащие грани отверстия направляющей, взаимодействующие со сферической поверхностью ползуна, выполнены плоскими и параллельны друг другу с расстоянием между ними, равным диаметру сферической поверхности ползуна.3. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что две другие противолежащие грани отверстия направляющей, взаимодействующие со сферической поверхностью ползуна, выполнены в виде частей одной р цилиндрической поверхности, ось которой перпендикулярна к оси цилиндрической поверхности ползуна, а диаметр равен диаметру сферической поверхности ползуна.Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в узлах, где требуется выполнение поступательного движения и двух вращательных (качательных) движений вокруг осей, перпендикулярных к направлению поступательного движения.Известно шарнирное соединение в виде кардана, содержащее ползун с гранями, очерченными по цилиндрическим поверхностям, с осями, перпендикулярными к оси вала, на котором размещен ползун, и охватывающую его направляющую со сквозным четырехгранным отверстием.Данное шарнирное соединение позволяет осуществить поступательное движение ползуна вдоль отверстия направляющей и два вращательных движения вокруг осей, перпендикулярных к направлению поступательного перемещения. Кроме того, соединение обеспечивает передачу четырехгранного отверстия направляющей за счет контакта граней ползуна с гранями отверстия направляющей 1.Однако при повороте оси вала ползуна на некоторый угол относительно оси отверстия направляющей невозможно одновременное осуществление поступательного движения с вращательным вокруг осей, перпендикулярных к направлению поступательного перемещения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является шарнирное соединение, выполненное в виде кинематической пары, один из элементов которой представляет собой направляющую со сквозным цилиндрическим отверстием и шпоночным пазом, а другой - ползун в виде шара, размещенного в цилиндрическом отверстии направляющей и установленного на цилиндрическом пальце, в свою очередь размещенном в шпоночном пазу направляющей. Пара допускает одновременное поступательное перемещение вдоль цилиндрического отверстия направляющей с двумя вращательными движениями вокруг осей, перпендикулярных к направлению поступательного движения, Кроме того, пара допускает передачу крутяшего момента вокруг оси сквозного цилиндрического отверстия направляющей за счет контакта цилиндрического пальца со шпоночным пазом 2.Недостатком известного шарнирного соединения является его невысокая нагрузочная способность при передаче крутящего момента.Целью изобретения является повышение нагрузочной способности соединения при передаче крутящего момента.Поставленная цель достигается тем, что в шарнирном соединении, содержащем ползун со сферической поверхностью и охватывающую его направляющую со сквозным отверстием, на ползуне выполнен учас Ю) 10 15 20ток с цилиндрической поверхностью, а сквозное отверстие направляющей выполнено четырехгранным с двумя противолежащими плоскими, параллельными друг другу гранями, взаимодействующими с цилиндрической поверхностью ползуна.Две другие противолежащие грани отверстия направляющей, взаимодействующие со сферической поверхностью ползуна, могут быть выполнены плоскими и параллельными друг другу с расстоянием между ними, равным диаметру сферической поверхности ползуна.Кроме того, две другие противолежащие грани отверстия направляющей, взаимодействующие со сферической поверхностью ползуна, могут быть выполнены в виде частей одной цилиндрической поверхности, ось которой перпендикулярна к оси цилиндрической поверхности ползуна, а диаметр равен диаметру сферической поверхности ползуна. На фиг, 1 показано шарнирное соединение, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 -- вид Л на фиг. 1, вариант конструк ций (контактирующие поверхности ползуна и направляющей условно показаны с зазором); на фиг. 5 - разрез Б - Б на фиг. 1 (шарнирное соединение при ползуне, повернутом вокруг оси Х, перпендикулярной к плоским граням отверсгия направляющей, взаимодействующим с цилиндрической поверхностью ползуна).Шарнирное соединение состоит из направляющей 1 с четырехгранным сквозным отверстием 2 (фиг. 1 - 3), охватывающим ползун 3 с присоединенной к нему штангой 4, передающей движение ползуна относительно направляющей на элементы механизма (не показаны). На ползуне 3 выполнен участок цилиндрической поверхности 5 и участок сферической поверхности 6, Сквозное отверстие 2,направляющей 1 выполнено с двумя плоскими гранями 7, взаимодействующими с цилиндрической поверхностью 5 ползуна 3. Сферические участки 6 ползуна взаимодействуют с гранями 8 отверстия направляющей, выполненными 4 либо плоскими и параллельными друг другу с расстоянием между ними, равным диаметру сферической поверхности 6 ползуна 3 (фиг. 2), либо в виде частей одной цилиндрической поверхности, ось которой перпендикулярна к оси цилиндрической 50 поверхности 5 ползуна 3, а диаметр равендиаметру сферической поверхности 6 ползуна 3 (фиг. 4).Шарнирное соединение позволяет осуществить поступательное движение ползуна 3 на оси.Х вдоль сквозного отверстия 2 и вращательные движения (качания) вокруг оси У цилиндра и вокруг оси Х, перпендикулярной к осям Х и У. Соединениезапрещает перемещение ползуна перпендикулярно к оси Х и вращение вокруг оси Х, т. е. может передавать крутящий момент вокруг нее; Поскольку в передаче крутящего момента участвует вся цилиндрическая поверхность ползуна, имеющая относительно большой диаметр, возникающие контактные и изгибные напряжения имеют сравнительно небольшую величину, что позволяет повысить нагрузочную способность предлагаемого соединения по сравне нию с известным.Выполнение граней 8 отверстия 2, взаимодействующих со сферическими участками поверхности 6 ползуна 3, цилиндрическими, позволит при необходимости снизить контактные напряжения, действующие перпендикулярно к граням 8 (фиг. 4). Шарнирное устройство может использоваться, например, как шарнирная муфта в тех случаях, когда помимо двух обеспечиваемых карданом вращательных степеней свободы требуется наличие третьей - поступательной.Поскольку кинематическая схема устройства аналогична схеме кардана, использование его в качестве шарнирной муфты вызывает (";ак же, как в кардане) некоторую неравномерность вращения ведомого вала при равномерном вращении ведущего вала, причем эта неравномерность возрастает с увеличением угла с( поворота ползуна вокруг оси Х (фиг. 5). Как и в случае кардана, равномерность вращения ведомого вала может быть обеспечена последовательной установкой двух муфт.ь Н. Герес П ного комитета ений и откры Раушская наб Ужгород, ул. ПКугрышева25ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП Составител Техред И. В Тираж 776 Государствен лам изобрет ква, Ж - 35, Патент, г. орректор Л. БокшанодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4