柔性丝杆制造技术

一种柔性丝杆，包括一根弹性主轴和两层以上紧绕在弹性主轴上的弹性丝层，弹性丝层由一根或多根弹性丝绕制而成，相邻层的弹性丝缠绕方向相反，在最外层的弹性钢丝上，还包括牙纹丝，牙纹丝和弹性丝交替缠绕，并且牙纹丝的工作面的高度和弹性丝的高度不等。柔性丝杆由弹性主轴、弹性丝和牙纹丝组成，弹性主轴本身具有良好的弹性，弹性丝加强了丝杆的抗扭能力，牙纹丝的硬度较高，沿螺纹线围绕弹性主轴上，因此该柔性丝杆在轴向上具有良好的形变弯曲能力，又具有软轴一般的较好的抗扭能力，同时牙纹丝硬度高，又适合作为导轨或导槽，配合丝杆副工作。它可以根据用户的需求而进行弯曲，允许柔性丝杆在非直线状态下使用，使丝杆副可以沿着曲线进行运动。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种柔性丝杆，包括一根弹性主轴和两层以上紧绕在弹性主轴上的弹性丝层，弹性丝层由一根或多根弹性丝绕制而成，相邻层的弹性丝缠绕方向相反，在最外层的弹性钢丝上，还包括牙纹丝，牙纹丝和弹性丝交替缠绕，并且牙纹丝的工作面的高度和弹性丝的高度不等。柔性丝杆由弹性主轴、弹性丝和牙纹丝组成，弹性主轴本身具有良好的弹性，弹性丝加强了丝杆的抗扭能力，牙纹丝的硬度较高，沿螺纹线围绕弹性主轴上，因此该柔性丝杆在轴向上具有良好的形变弯曲能力，又具有软轴一般的较好的抗扭能力，同时牙纹丝硬度高，又适合作为导轨或导槽，配合丝杆副工作。它可以根据用户的需求而进行弯曲，允许柔性丝杆在非直线状态下使用，使丝杆副可以沿着曲线进行运动。【专利说明】柔性丝杆
本专利技术涉及传动器件，特别是一种柔性丝杆。
技术介绍
丝杆是机械设备上常用的行程控制元件，它和丝杆副配合，将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动。通常，丝杆的一端和伺服电机连接，在伺服电机的带动下，可以准确地控制与丝杆副相连的加工设备进行移动，在轴向上快速移动和停止。它在机械手、自动化机械加工台、贴片机等机电设备上有着广泛的运用。目前市场上的传动丝杆，均为合金制成，其硬度非常高。丝杆转动，丝杆副只能沿直线运动，或者沿设计好的特定曲线运动。在一些特殊场合，如弯曲的管道内，普通丝杆则无法顺利进入，进行工作。专利号CN201220576798.0 “转轴行程调节机构”中，公开了一种由调节手柄座和软轴组成的转轴行程调节机构，所述调节手柄座内设置有调节螺杆和调节螺母，调节螺杆与调节手柄相连接，调节螺母与钢丝绳、弹簧、开关座下支架依次连接，开关座下支架上设置有丝杆，通过丝杆来调节行程。该专利技术通过丝杆来调节行程，通过钢丝绳来实现机构的弯曲连接。其结构复杂，安装不便。并且丝杆的行程控制极为有限，可调节的距离很短。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:设计一种可以任意弯曲的柔性丝杆。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为:一种柔性丝杆，包括一根弹性主轴和两层以上紧绕在弹性主轴上的弹性丝层，弹性丝层由一根或多根弹性丝绕制而成，相邻层的弹性丝缠绕方向相反，其特征在于:在最外层的弹性钢丝上，还包括牙纹丝，牙纹丝和弹性丝交替缠绕，并且牙纹丝的工作面的高度和弹性丝的高度不等。所述牙纹丝的工作面的高度大于弹性丝的高度。所述牙纹丝的工作面的高度低于弹性丝的高度。所述柔性丝杆，还包括丝杆副，其中牙纹外凸式柔性丝杆配合滑槽丝杆副，牙纹凹陷式丝杆配合滚珠丝杆副。所述牙纹丝的截面形状为圆形，或鼓形，或矩形，或梯形，或三角形。所述最外层的弹性丝的截面形状为梯形或三角形。一种所述柔性丝杆的制造方法，包括以下步骤:a、将弹性主轴的一端紧固在牵引机上，并随着牵引机转动而拉动；b、利用导线模具将弹性丝分层缠绕在弹性主轴的外表，各层弹性丝的缠绕方向相反； C、将牙纹丝和弹性丝缠绕在最外层； d、对牙纹丝进行机械整形；e、热处理:热处理温度范围为400度至700度，热处理时间为30秒至150秒之间； f、两端紧固处理:对柔性丝杆的两端进行压方处理或焊接处理，防止弹性丝散开。所述柔性丝杆的制造方法，还包括两端紧固处理后，进行表面压平或磨平工序。所述柔性丝杆的制造方法，还包括在两端紧固处理后，对柔性丝杆进行塑封处理。与现有技术相比，本专利技术的优点在于:柔性丝杆由弹性主轴、弹性丝和牙纹丝组成，弹性主轴本身具有良好的弹性，弹性丝加强了丝杆的抗扭能力，牙纹丝的硬度较高，沿螺纹线围绕弹性主轴上，因此该柔性丝杆在轴向上具有良好的形变弯曲能力，又具有软轴一般的较好的抗扭能力，同时牙纹丝硬度高，又适合作为导轨或导槽，配合丝杆副工作。它可以根据用户的需求而进行弯曲，允许柔性丝杆在非直线状态下使用，使丝杆副可以沿着曲线进行运动。实施例中，弹性主轴采用弹簧钢制作，柔性丝杆直径为6.35mm时，可弯曲成直径为200mm的标准圆。其次，与常规的丝杆不同，普通丝杆为直线形的，长度过长则难以保存和运输，因此标规中规定了丝杆的标准长度，若要长距离的丝杆传动，需要多根丝杆首尾连接而成。而本专利技术中的柔性丝杆，是在牵引机上连续加工而成的，理论上柔性丝杆的长度可以无限长，可以盘在轮轴上保存和运输，因此它可以满足超长距离(500米以上)的丝杆传动需求。【专利附图】【附图说明】图1、本专利技术的结构图(牙纹外凸式柔性丝杆，配合滑槽丝杆副)。图2、本专利技术的结构图(牙纹凹陷式柔性丝杆，配合滚珠丝杆副)。图3、牙纹为圆形的柔性丝杆的结构图。图4、牙纹为鼓形的柔性丝杆的结构图。图5、牙纹为凹陷式的柔性丝杆结构图。图6、图3中A部分的放大图。图7、图4中B部分的放大图。图8、圆形柔性丝杆的最外层结构图。图9、鼓形柔性丝杆的最外层结构图。图10、三角形柔性丝杆的最外层结构图。图11、梯形柔性丝杆的最外层结构图。图12、梯形凹槽式柔性丝杆的最外层结构图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步描述。一种柔性丝杆I,由弹性丝在弹性主轴11上缠绕而成。弹性主轴11为弹性钢丝制成，其本身具有良好的弹性和形变复位能力。在弹性主轴上缠绕有多层弹性丝层，每层弹性丝层由一根或多根弹性钢丝紧紧缠绕而成，并且相邻的两层的弹性丝缠绕方向相反，即一层顺时针缠绕，相邻的一层则逆时针缠绕。弹性丝层通常为3至6层，图示中各实施例的弹性丝层有四层，包括最内层12，次内层13，次外层14和最外层15。其中最外层15和次外层14为主受力层。当柔性丝杆承受扭力时，最层和次外层中，和扭力方向相同的一层中弹性丝将越拉越紧，实现扭矩的传递。而内部的几层(最内层12和次内层13)为填充层，起到支撑丝杆形状和强度的作用，并辅助传递扭矩。弹性丝和弹性主轴的结合形成了标准的软轴结构，它在径向上受力后可以弯曲。和普通的软轴不同，本专利技术中柔性丝杆最外层15，是由弹性丝16和牙纹丝17共同缠绕而成的。其中牙纹丝为一根，弹性丝为一根或多根。牙纹丝和弹性丝交替缠绕，并且牙纹丝的高度和弹性丝的高度不等。牙纹丝的硬度较高，沿螺纹线围绕弹性主轴，如弹簧一样，使柔性丝杆可以任意弯曲。牙纹丝耐磨性好，更适合作为导轨或导槽，配合丝杆副工作。实施例一、二、三、四为牙纹外凸式柔性丝杆，其牙纹丝的高度大于弹性丝的高度，牙纹丝17上露出弹性丝16的部分为工作面18。该结构的柔性丝杆加工方便，结构稳定，韧性好，寿命长。配合滑槽丝杆副2使用，成本较低。实施例一如图3、图6、图8所示，牙纹丝17为圆形，弹性丝为圆形，是最常见的圆丝缠绕而成。牙纹丝的横截面为圆形，其直径大于弹性丝的直径，牙纹丝在柔性丝杆的表面形成连续的螺旋形导轨。实施例二如图4、图7和图9所示，牙纹丝17的截面形状为鼓形或矩形，上下两端削平或磨平。相比于截面为圆形的牙纹，矩形和鼓形牙纹的强度更好，而且配合的丝杆副的内螺纹更容易加工，耐磨性更好。实施例三如图10所示，牙纹的截面形状为三角形牙纹丝20，该结构更适合牙纹较密，间距较小的柔性丝杆。实施例四为本专利技术的最佳实施例，实施例四的结构如图11所示，其最外层的牙纹丝截面为梯形，弹性丝为倒错的梯形或三角形结构，各根弹性丝交错咬合，并将牙纹丝紧固在柔性丝杆的表面。该实施例中，牙纹丝的稳定性较好，传递的扭矩更大，牙纹不易发生移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性丝杆，包括一根弹性主轴和两层以上紧绕在弹性主轴上的弹性丝层，弹性丝层由一根或多根弹性丝绕制而成，相邻层的弹性丝缠绕方向相反，其特征在于：在最外层的弹性钢丝上，还包括牙纹丝，牙纹丝和弹性丝交替缠绕，牙纹丝上有工作面，并且牙纹丝的工作面的高度和弹性丝的高度不等。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：忻云祥，
申请(专利权)人：忻云祥，
类型：发明
国别省市：浙江;33