大载荷无间隙精密虎克铰

摘要

本发明的目的在于提供一种大载荷无间隙精密虎克铰，克服了六自由度隔振定位平台使用的传统两自由度和三自由度转动铰链－虎克铰结构的弊端，并采用角接触轴承预紧的方法消除轴承间隙，达到承载力，大精度高的效果。它是由上转体，上节叉，轴组件和下节叉四部分组成。上转体与上节叉活接在一起组成第一个转动自由度。上节叉和轴活接在一起组成第二个转动自由度。轴和下节叉活接在一起组成第三个转动自由度。本发明具有结构紧凑，承载能力强，精度高，铰链转动范围大，使用寿命长，维护方便等优点。除了适用于六杆并联定位平台外，本发明还适用于其它精密的机构的连接。

主权项

1、一种大载荷无间隙精密虎克铰，其特征在于：它由上转体(1)，上节叉(2)，十字轴组件(3)和下节叉(4)四部分组成。这四部分相互之间由上至下通过轴承活接在一起，形成三个独立的转动自由度。所述的上转体(1)由转盘(5)，上预紧螺钉(6)，预紧螺母(7)，预紧盖(8)，上转体角接触轴承(9)，轴承垫片(10)组成。该转盘(5)的上半部分呈圆柱状，其上端设置有一个十字槽，由此转盘的上端形成四个形状相同的扇形凸台，每个扇形凸台上各设有一个螺钉安装孔；转盘(5)的下半部分为倒置的圆台状，圆台的外径小于上半部分圆柱的外径；转盘(5)的内部为一个半径由上至下依次减小的二阶安装孔，分别用于安装预紧盖(8)，上转体角接触轴承(9)和轴承垫片(10)。预紧盖(8)为中心有通孔的法兰盖结构，法兰盖底部有凸出的中空圆柱台，法兰盖四周有四个螺钉沉孔用于安装上预紧螺钉(6)，底部的中空圆柱台用于压紧上转体角接触轴承(9)的外框，以消除间隙。在组装上转体(1)连接部件时，在转盘(5)的安装孔中依次装入上转体角接触轴承(9)和轴承垫片(10)，轴承垫片(10)位于两个上转体(1)角接触轴承(9)之间。再通过拧紧上预紧螺钉(6)对预紧盖(8)施加预紧力，可使两个上转体角接触轴承(9)外框相互靠近，从而消除铰链间隙，实现无间隙平滑运动。所述的上节叉(2)由上铰座(11)，铰座端盖(13)，下预紧螺钉(15)组成。其中，如图2，图5所示，上铰座(11)的下半部分为一个半包围式的凹槽，凹槽的两侧设置有对称同轴的安装孔，凹槽的顶部设有一个伸出轴，伸出轴的上端部分攻有螺纹。铰座端盖(13)为法兰盘结构，中心有中空圆柱凸台，法兰盘上有三个通孔，用于安装下预紧螺钉(15)，当拧紧上铰座(11)两侧的下预紧螺钉(15)后，中空圆柱凸台抵住十字轴角接触轴承(14)的外框，使两侧外框相互靠近，实现轴承间隙的消除。大载荷无间隙精密虎克铰顶部为上转体(1)和上节叉(2)，上节叉(2)中上铰座(11)的伸出轴与上转体(1)的上转体角接触轴承(9)内圈配合，并使用预紧螺母(7)相互固定，组成第一个转动自由度。所述的十字轴组件(3)，由十字轴(12)和十字轴角接触轴承(14)组成。十字轴(12)是由四个阶梯圆柱组成的十字形结构，每个圆柱都与一个十字轴角接触轴承(14)内孔相配。所述的下节叉(4)由铰座端盖(13)，下预紧螺钉(15)，下铰座(16)组成。其中，下铰座(16)为一个半包围式的凹槽结构，凹槽的两侧设置有对称同轴的安装孔，此外凹槽的两侧和底部还设有排列规则的减轻孔。十字轴组件(3)的上部为上节叉(2)，十字轴组件(3)中的十字轴(12)四面各装有一个十字轴角接触轴承(14)，将其中一对角接触轴承(14)装入上铰座(11)的轴承安装孔中。预紧两侧的下预紧螺钉(15)，使铰座端盖(13)向内施压，将一对角接触轴承(14)的外框压紧，消除轴承间隙，实现第二个自由度的高精度传动，如图3所示，十字轴组件(3)的下部为下节叉(4)，十字轴组件(3)中未安装的一对十字轴角接触轴承(14)装入下节叉(4)中下铰座(16)的轴承安装孔中。预紧两侧的下预紧螺钉(15)，使铰座端盖(13)向内施压，将一对角接触轴承(14)的外框压紧，实现第三个转动自由度的无间隙传动。