牙嵌式锁紧无间隙虎克铰制造技术

本实用新型专利技术公开了一种牙嵌式锁紧无间隙虎克铰，旨在提供一种结构紧凑、无间隙、工艺性好，能够满足高精度运动传递的虎克铰。包括带牙嵌齿的上半节叉和下半节叉、十字轴。上半节叉由两个结构相同且对称设置的上半节叉单元组成，每个上半节叉单元包括一体的上半圆柱形轴体和上半节叉体、上牙嵌齿，上传动轴上有两个凹槽，两个上牙嵌齿分别装入两个凹槽中，上传动轴上装有上调节螺母。下半节叉的结构与上半节叉结构相同。十字轴的端部为圆锥状。该虎克铰通过十字轴与上半节叉和下半节叉组成的两对相对的锥面接触实现传动，通过调节螺母与牙嵌齿配合调节两叉头与十字轴的间隙，结构紧凑，传动精度高，便于装配和调整，用于高精度两自由度转动传动。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及空间构型装备及并联机器人领域，更具体的说，是涉及一种牙嵌 式锁紧无间隙虎克铰。
技术介绍
空间并联构型装备及先进数字化制造装备不断向高智能化发展，对制造装备各功 能部件的要求也越来越高。虎克铰作为机械装备运动位姿调节机构，可以实现空间坐标内 的俯仰、偏摆和旋转运动。现有虎克铰通常采用一个十字轴及两个相互垂直的节叉构成，其中的上节叉和下 节叉常做成整体式，工艺性差，尤其是装配工艺不好保证。而且，这类结构不能完全消除转 动过程中的间隙，很难实现高精度转动。同时，这类机构还存在结构尺寸偏大的缺陷，无法 用于那些对结构尺寸有约束要求的场合。
技术实现思路
本技术是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑、无间隙、工艺 性有保障，能够满足高精度的运动传递的虎克铰。本技术通过下述技术方案实现一种牙嵌式锁紧无间隙虎克铰，其特征在于，包括上半节叉、下半节叉和十字轴， 所述上半节叉由两个结构相同且对称设置的上半节叉单元组成，每个上半节叉单元包括一 体的上半圆柱形轴体和上半节叉体、上牙嵌齿，两个上半圆柱形轴体合并后上端装入上传 动轴内孔中并通过上定位销与上传动轴固定连接，所述上传动轴的同一端面上与两个半圆 柱形轴体相对应的位置分别设置有凹槽，两个上牙嵌齿分别装入两个凹槽中，所述上牙嵌 齿的周向侧面为与上半圆柱形轴体相应的平面，所述上牙嵌齿的径向侧面为锥面；所述上 传动轴退刀槽处的螺纹上连接有上调节螺母，所述上调节螺母与所述上牙嵌齿相应处的内 孔为与所述上牙嵌齿径向齿侧面相应的锥台，与所述上牙嵌齿相应位置的两个上半圆柱形 轴体之间设置有上调节间隙；所述下半节叉由两个结构相同且对称设置的下半节叉单元组 成，每个下半节叉单元包括一体的下半圆柱形轴体和下半节叉体、下牙嵌齿，两个下半圆柱 形轴体合并后下端装入下传动轴内孔中并通过下定位销与下传动轴固定连接，所述下传动 轴的同一端面上与两个下半圆柱形轴体相对应的位置分别设置有凹槽，两个下牙嵌齿分别 装入两个凹槽中，所述下牙嵌齿的周向侧面为与下半圆柱形轴体相应的平面，所述下牙嵌 齿的径向侧面为锥面，所述下传动轴退刀槽处的螺纹上连接有下调节螺母，所述下调节螺 母与所述下牙嵌齿相应处的内孔为与所述下牙嵌齿径向齿侧面相应的锥台，与所述下牙嵌 齿相应位置的两个下半圆柱形轴体之间设置有下调节间隙；所述十字轴包括相交成十字的 两根轴，两根轴的端部分别为圆锥状，所述十字轴中的一根轴的两个圆锥端分别插入上半 节叉的两个上半节叉体上的两个锥孔中，另一根轴的两个圆锥端分别插入下半节叉的两个 下半节叉体上的两个锥孔中。所述上牙嵌齿的径向侧面为锥顶角为12-20°的锥面，所述下牙嵌齿的径向侧面 为锥顶角为12-20°的锥面。所述十字轴中两根轴的端部分别为锥顶角为55° -75°的圆锥。所述两个上半圆柱形轴体合并后上调节间隙以上部分的两个半圆柱形轴体与所 述上传动轴内孔之间为过盈配合，所述两个下半圆柱形轴体合并后下调节间隙以下部分的 两个半圆柱形轴体与所述下传动轴内孔之间为过盈配合。所述上调节螺母与所述上牙嵌齿相应处的内孔为锥顶角与上牙嵌齿的径向齿侧 面的锥顶角角度相同的锥台，所述下调节螺母与所述下牙嵌齿相应处的内孔为锥顶角与下 牙嵌齿的径向齿侧面的锥顶角角度相同的锥台。本技术具有下述技术效果1、本技术的牙嵌式锁紧无间隙虎克铰的上半节叉和下半节叉分别由两个结 构相同且对称设置的单元组成，通过两个上半节叉单元和两个下半节叉单元与锥端十字轴 所形成的两个传动副，使得两个上半节叉单元的合并体和两个下半节叉单元的合并体沿着 两个独立的轴旋转，传动精度高，工艺性好，装配方便，精度高。2、本技术的牙嵌式锁紧无间隙虎克铰的十字轴的端部为圆锥状，通过与上半 节叉和下半节叉连接的两个相对的锥面接触实现传动，并通过调节螺母锁紧端面牙嵌齿， 消除上半节叉或下半节叉与十字轴之间的间隙，实现无间隙精密两自由度关节传动，保证 传动的平稳性、灵活性，而且，在局部上用多件简单零部件实现了单个复杂零件的功能，有 效缩小了外形尺寸，具有结构简单紧凑、无间隙、外形小、运动平稳、活动自如，传动精度高 等优点，工艺性有保障。同时由于改变了结构，使得系统的装配与调整也非常方便，可用于 高精度两自由度转动传动。附图说明图1为本技术牙嵌式锁紧无间隙虎克铰的整体图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的B-B剖视图。具体实施方式以下结合具体实施例对本技术详细说明。本技术牙嵌式锁紧无间隙虎克铰的示意图如图1至图3所示，包括上半节 叉1、下半节叉2和十字轴3，上半节叉1由两个结构相同且对称设置的上半节叉单元1-1、 1-2组成，上半节叉单元1-1包括一体的上半圆柱形轴体10-1和上半节叉体11-1、上牙嵌 齿13-1，上半节叉单元1-2包括一体的上半圆柱形轴体10-2和上半节叉体11-2、上牙嵌 齿13-2，两个上半圆柱形轴体10-1、10-2合并后上端装入上传动轴4内孔中并通过上定位 销6与上传动轴固定连接，上传动轴4的同一端面上与两个半圆柱形轴体10-1、10-2相对 应的位置分别设置有凹槽12，两个上牙嵌齿13-1、13-2分别装入两个凹槽12中，上牙嵌齿 13-1,13-2的周向侧面为与半圆柱形轴体相应的平面，上牙嵌齿13-1、13-2的径向侧面为 锥顶角为12-20°的锥面。所述上传动轴退刀槽14处的螺纹上连接有上调节螺母5，上调节 螺母5与上牙嵌齿13-1、13-2相应处的内孔为锥顶角与上牙嵌齿的径向齿侧面的锥顶角角度相同的锥台，与上牙嵌齿13-1、13-2相应位置的两个上半圆柱形轴体10-1、10-2之间设 置有上调节间隙15。下半节叉2由两个结构相同且对称设置的下半节叉单元2-1、2-1组成， 下半节叉单元2-1包括一体的下半圆柱形轴体16-1和下半节叉体17-1、下牙嵌齿19-1，下 半节叉单元2-2包括一体的下半圆柱形轴体16-2和下半节叉体17-2、下牙嵌齿19_2，两个 下半圆柱形轴体16-1、16-2合并后下端装入下传动轴7内孔中并通过下定位销9与下传 动轴7固定连接，下传动轴7的同一端面上与两个下半圆柱形轴体16-1、16-2相对应的位 置分别设置有凹槽18，两个下牙嵌齿19-1、19-2分别装入两个凹槽18中，下牙嵌齿19_1、 19-2的周向侧面为与下半圆柱形轴体16-1、16-2相应的平面，下牙嵌齿16_1、16_2的径向 侧面为锥顶角为12-20°的锥面。下传动轴退刀槽20处的螺纹上连接有下调节螺母8，下 调节螺母8与下牙嵌齿19-1、19-2相应处的内孔为锥顶角与下牙嵌齿的径向齿侧面的锥顶 角角度相同的锥台，与下牙嵌齿19-1、19-2相应位置的两个下半圆柱形轴体16-1、16-2之 间设置有下调节间隙21。所述十字轴3包括相交成十字的两根轴3-1、3-2，两根轴的端部 分别为锥顶角为60°的圆锥状，十字轴中的一根轴3-1的两个圆锥端分别插入上半节叉的 两个上半节叉体11-1、11-2上的两个锥孔中，另一根轴3-2的两个圆锥端分别插入下半节 叉的两个下半节叉体17-1、17-2上的两个锥孔中。为了提高调整的精度，所述两个上半圆柱形轴体合并后上调节间隙以上部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牙嵌式锁紧无间隙虎克铰，其特征在于，包括上半节叉、下半节叉和十字轴，所述上半节叉由两个结构相同且对称设置的上半节叉单元组成，每个上半节叉单元包括一体的上半圆柱形轴体和上半节叉体、上牙嵌齿，两个上半圆柱形轴体合并后上端装入上传动轴内孔中并通过上定位销与上传动轴固定连接，所述上传动轴的同一端面上与两个半圆柱形轴体相对应的位置分别设置有凹槽，两个上牙嵌齿分别装入两个凹槽中，所述上牙嵌齿的周向侧面为与上半圆柱形轴体相应的平面，所述上牙嵌齿的径向侧面为锥面；所述上传动轴退刀槽处的螺纹上连接有上调节螺母，所述上调节螺母与所述上牙嵌齿相应处的内孔为与所述上牙嵌齿径向齿侧面相应的锥台，与所述上牙嵌齿相应位置的两个上半圆柱形轴体之间设置有上调节间隙；所述下半节叉由两个结构相同且对称设置的下半节叉单元组成，每个下半节叉单元包括一体的下半圆柱形轴体和下半节叉体、下牙嵌齿，两个下半圆柱形轴体合并后下端装入下传动轴内孔中并通过下定位销与下传动轴固定连接，所述下传动轴的同一端面上与两个下半圆柱形轴体相对应的位置分别设置有凹槽，两个下牙嵌齿分别装入两个凹槽中，所述下牙嵌齿的周向侧面为与下半圆柱形轴体相应的平面，所述下牙嵌齿的径向侧面为锥面，所述下传动轴退刀槽处的螺纹上连接有下调节螺母，所述下调节螺母与所述下牙嵌齿相应处的内孔为与所述下牙嵌齿径向齿侧面相应的锥台，与所述下牙嵌齿相应位置的两个下半圆柱形轴体之间设置有下调节间隙；所述十字轴包括相交成十字的两根轴，两根轴的端部分别为圆锥状，所述十字轴中的一根轴的两个圆锥端分别插入上半节叉的两个上半节叉体上的两个锥孔中，另一根轴的两个圆锥端分别插入下半节叉的两个下半节叉体上的两个锥孔中。...

【技术特征摘要】
一种牙嵌式锁紧无间隙虎克铰，其特征在于，包括上半节叉、下半节叉和十字轴，所述上半节叉由两个结构相同且对称设置的上半节叉单元组成，每个上半节叉单元包括一体的上半圆柱形轴体和上半节叉体、上牙嵌齿，两个上半圆柱形轴体合并后上端装入上传动轴内孔中并通过上定位销与上传动轴固定连接，所述上传动轴的同一端面上与两个半圆柱形轴体相对应的位置分别设置有凹槽，两个上牙嵌齿分别装入两个凹槽中，所述上牙嵌齿的周向侧面为与上半圆柱形轴体相应的平面，所述上牙嵌齿的径向侧面为锥面；所述上传动轴退刀槽处的螺纹上连接有上调节螺母，所述上调节螺母与所述上牙嵌齿相应处的内孔为与所述上牙嵌齿径向齿侧面相应的锥台，与所述上牙嵌齿相应位置的两个上半圆柱形轴体之间设置有上调节间隙；所述下半节叉由两个结构相同且对称设置的下半节叉单元组成，每个下半节叉单元包括一体的下半圆柱形轴体和下半节叉体、下牙嵌齿，两个下半圆柱形轴体合并后下端装入下传动轴内孔中并通过下定位销与下传动轴固定连接，所述下传动轴的同一端面上与两个下半圆柱形轴体相对应的位置分别设置有凹槽，两个下牙嵌齿分别装入两个凹槽中，所述下牙嵌齿的周向侧面为与下半圆柱形轴体相应的平面，所述下牙嵌齿的径向侧面为锥面，所述下传动轴退刀槽处的螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭桂梅，洪林，寇金宝，梁艳书，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]