CN111266923B - 一种齿轮链型硬支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于支撑结构领域，具体涉及一种齿轮链型硬支撑机构，包括定位轴、齿轮、定位连接片和钢丝绳，所述定位轴为圆柱形，定位轴上固定设置有齿轮，定位轴上还设置有沿定位轴径向设置的通孔，所述定位轴设置有多个，所述钢丝绳依次穿过这多个定位轴上的通孔，钢丝绳的一端设置有直径大于所述通孔直径的钢丝绳固定堵头，另一端设置有锁紧螺母；所述定位轴上设置有定位连接片，所述定位连接片可将相邻的两个定位轴连接，两两相邻的定位轴都设置有定位连接片连接。该设计，使水管在高压喷液吹风的过程中不会变形，不会出现准头偏移的情况，其可以广泛应用于为易变形的结构提供支撑，增强柔性结构的刚性，使被支撑的结构弯曲且不易变形。

Description

一种齿轮链型硬支撑机构

技术领域

本发明属于支撑结构领域，具体涉及一种齿轮链型硬支撑机构。

背景技术

在一些机械加工及应用中，有用到需要自由弯曲同时固定后需要保持刚性的结构，如在机床加工工件时，尤其是给大型工件进行深腔加工时，需要用到高压冷却液和高压气体来冷却刀具和工件，同时将铁屑吹去，这些通常是用机床主轴外接万向水管、机床主轴水管、刀具内冷来实现。

在深腔加工时，由水压过大，气压过强，探入深腔的水管又太长，万向水管在高压下保持不了刚性，容易变形，以致水管准头偏移，无法将加工所需要的高压水和高压气体输送到指定位置，因此无法达成良好的冷却和吹屑效果。

发明内容

为了克服上述技术问题的缺陷，本发明提供了一种齿轮链型硬支撑机构。

其技术方案为：

一种齿轮链型硬支撑机构，包括定位轴、齿轮、定位连接片和钢丝绳，所述定位轴为圆柱形，定位轴上固定设置有齿轮，定位轴上还设置有沿定位轴径向设置的通孔，所述定位轴设置有多个，所述钢丝绳依次穿过这多个定位轴上的通孔，钢丝绳的一端设置有直径大于所述通孔直径的钢丝绳固定堵头，另一端设置有螺纹，或与钢丝绳固定连接的螺纹柱，以及与螺纹适配的锁紧螺母；所述定位轴上设置有定位连接片，所述定位连接片可将相邻的两个定位轴连接，两两相邻的定位轴都设置有定位连接片连接，所述定位连接片上设置有沿定位连接片长度方向设置的定位槽，相邻的两个定位轴的同一部位设置在同一定位连接片的定位槽内，所述定位轴上设置有防止定位连接片沿定位轴轴向移动的限位槽，使定位连接片无法沿定位轴轴向方向移动，所述定位连接片的两端分别设置在该定位连接片所连接的两个定位轴的限位槽内，所述定位槽的宽度与定位轴在位于定位槽内的部位的直径相等，即定位槽的宽度与定位轴上的限位槽部位的直径相等，定位轴可沿定位槽长度方向移动，使位于同一定位槽内的两个定位轴上的齿轮可以相啮合和分离。

所述定位轴上设置有定位连接片，所述定位连接片可将相邻的两个定位轴连接，两两相邻的定位轴都设置有定位连接片连接，所述定位连接片上设置有沿定位连接片长度方向设置的定位槽，相邻的两个定位轴的同一部位设置在同一定位连接片的定位槽内。所述定位槽的宽度与定位轴在位于定位槽内的部位的直径相等，定位轴在定位槽内的部分的直径小于该部分两侧的直径，即相对来说，定位连接片设置在定位轴上的凹陷处，定位连接片无法从凹陷处脱离。由此使定位轴可沿定位槽长度方向移动，而无法沿定位轴轴向方向移动，定位轴沿定位槽长度方向移动时，使位于同一定位槽内的两个定位轴上的齿轮可以相啮合和分离。

该种设计在使用时，可将机床上冷却、吹屑的水管沿该齿轮链型硬支撑机构长度方向设置，在不影响齿轮链型硬支撑机构的活动、变形的情况下通过铁丝捆绑、熔融、或焊接等将两者固定在一起，实现两者能够同时变形，再将齿轮链型硬支撑机构的一端通过焊接等方式固定于机床上。松开钢丝绳调整齿轮链型硬支撑机构到所需弯曲角度和位置，锁紧钢丝绳，即可得到不易变形、刚性的齿轮链型硬支撑机构，由此使水管得到支撑。

该设计，使水管在高压喷液吹风的过程中不会变形，不会出现准头偏移的情况，使冷却效率、吹屑效率得到显著提升，进而提高刀具寿命，提高加工效率，保证深腔粗加工顺利进行。它也可以广泛应用于为易变形的结构提供支撑，增强柔性结构的刚性，使被支撑的结构弯曲且不易变形。

优选地，所述定位轴上的齿轮相间隔地设置有多个。

优选地，相邻的两个定位轴上用于连接两者的定位连接片相间隔地设置多个，所述限位槽也相应设置有多个，使每个定位连接片设置在与其位置对应的限位槽内。

该设计，增多齿轮或定位连接片的数量可提高齿轮链硬支撑机构的稳定性。

优选地，所述定位轴的两端对称设置有齿轮，相邻的两个定位轴上用于连接两者的定位连接片也相间隔地设置两个，且对称设置在定位轴的两端，所述通孔设置在所述定位轴的中部。

该种设计，稳定性更佳。

优选地，还包括水管固定片，所述水管固定片的一端固定在所述定位轴上，另一端设置有通孔状管槽，所述通孔状管槽的中心轴方向与所述定位轴的通孔的中心轴方向一致，所述水管固定片沿着齿轮链型硬支撑机构的长度方向设置有多个。

该种设计，可将机床水管固定在通孔状管槽内，便于水管的固定。

优选地，所述水管固定片包括上管片和下管片，所述上管片的中部设置有半径与定位轴中部半径一致的弧形凹槽，弧形凹槽的中心处设置有通孔，弧形凹槽的两侧对称设置有通孔状管槽，所述下管片与上管片结构相同，上管片与下管片相对设置，两者中部的弧形凹槽盖合在定位轴上，上管片与下管片之间通过螺丝连接固定，弧形凹槽中心处的通孔与定位轴上的通孔对应，所述钢丝绳同时穿过弧形凹槽中心处的通孔和定位轴上的通孔。

该种设计，可固定两根水管，提升冷却效率，且两根水管通过水管固定片的设计形成对称，高压下的力施加在齿轮的径向上，使齿轮链型硬支撑机构更加稳定。通过增加通孔状管槽的数量，即可增加所能固定水管数量。

优选地，所述齿轮链型硬支撑机构的尾端设置有铣头，所述铣头与传动软轴的尾端连接，传动软轴的首端连接着机床主轴的回转主轴，使回转主轴的旋转可传至铣头。

该种设计，可应用于机床外接铣头加工工件，在使用时，将齿轮链型硬支撑机构的首端通过焊接等方式固定在机床主轴上，将传动软轴的首端与机床主轴的回转主轴连接，由此使齿轮链型硬支撑机构尾端的铣头与机床主轴连接、传动。通过齿轮链型硬支撑机构可弯曲后保持刚性的特性，可使铣头探入工件深腔内对现有数控三轴直角铣头及多轴机床无法加工到的地方进行加工。同理也可以应用到手电钻，将齿轮链型硬支撑机构的一端固定在手电钻的机身上，通过传动软轴连接传动，再将铣头固定到齿轮链型硬支撑机构的另一端即可。

优选地，所述定位轴中部的通孔相间隔、平行地设置有3个，其中一个通孔设置在定位轴的中心处，另外两个对称设置在这个通孔两侧，所述传动软轴由所述齿轮链型硬支撑机构尾端至首端依次穿过位于定位轴中心处的通孔，传动软轴的首端设置有外螺纹及与外螺纹适配的螺母，所述钢丝绳设置有两条，分别对应设置在定位轴中心处通孔的两侧的通孔内。

该种设计，在调整好齿轮链型硬支撑机构的角度后，锁紧两侧钢丝绳然后进行固定，然后可适当拉伸、锁紧传动软轴，使传动软轴保持一定刚性，如此可以提升传动软轴的传动效果。

优选地，所述齿轮链型硬支撑机构的首端设置有可旋转固定盘，所述可旋转固定盘包括底座和圆盘，所述底座固定在齿轮链型硬支撑机构首端的定位轴上，所述圆盘上设置有呈环状布置的安装孔。

该种设计，可通过圆盘上的安装孔和螺钉将齿轮链型硬支撑机构固定安装在机床主轴上（机床主轴相应位置打孔），通过旋转可旋转固定盘到所需角度后进行固定安装，由此可使齿轮链型硬支撑机构得到更多的旋转角度。

优选地，所述可旋转固定盘的中心处设置有中心孔，中心孔内传动接头，所述可旋转固定盘与所述传动接头通过轴承可旋转连接，所述传动软轴的首端由可旋转固定盘的中心孔处穿入所述传动接头，并与所述传动接头连接，所述机床主轴的回转主轴通过铣刀刀柄与所述连接头连接。

该种设计，提供一种稳定的连接设计，使回转主轴的旋转可稳定地传动到铣头。

优选地，所述齿轮链型硬支撑机构的尾端也设置有传动接头，且传动软轴的尾端连接着该端的传动接头，传动接头通过轴承连接铣头。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A部分放大图；

图3为设置有水管固定片后的本发明的结构示意图；

图4为图3的主视图；

图5为图3的俯视图；

图6为图3的左视图；

图7为实施例3的结构示意图；

图8为图7与机床主轴连接的结构示意图；

图9为图1的侧视图。

其中：1、定位轴，2、齿轮，3、定位连接片，4、钢丝绳，41、锁紧螺母，5、水管固定片，51、通孔状管槽，52、上管片，53、下管片，54、弧形凹槽，55、水管，6、铣头，7、传动软轴，8、可旋转固定盘，81、底座，82、圆盘，9、传动接头。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1和2所示，一种齿轮链型硬支撑机构，包括定位轴1、齿轮2、定位连接片3和钢丝绳4，所述定位轴1为圆柱形，可设置为不规则圆柱形，即具有多个不同直径的部位，定位轴1上固定设置有齿轮2，定位轴1上还设置有沿定位轴1径向设置的通孔，所述定位轴1设置有多个，所述钢丝绳4依次穿过这多个定位轴1上的通孔，钢丝绳4的一端设置有直径大于所述通孔直径的钢丝绳固定堵头，另一端设置有螺纹（也可以设置与钢丝绳连接的螺纹柱），以及与螺纹适配的锁紧螺母41；

所述定位轴1上设置有定位连接片3，所述定位连接片3可将相邻的两个定位轴1连接，两两相邻的定位轴1都设置有一个或一个以上定位连接片3连接，本实施例中设置有两个；所述定位连接片3上设置有沿定位连接片3长度方向设置的定位槽，相邻的两个定位轴1的同一部位设置在同一定位连接片3的定位槽内，所述定位轴1上设置有防止定位连接片沿定位轴轴向移动的限位槽，所述定位连接片3的两端分别设置在该定位连接片所连接的两个定位轴1的限位槽内，所述定位槽的宽度与定位轴1在位于定位槽内的部位的直径相等，定位轴1可沿定位槽长度方向移动，使位于同一定位槽内的两个定位轴上的齿轮2可以相啮合和分离。

定位槽的两端设置成圆弧状凹槽，该圆弧状凹槽的半径等于定位轴1位于定位槽内的部分的半径，所述定位槽的宽度与定位轴1在位于定位槽内的部位的直径相等。

上述相等为近似相等，描述为相等是为了描述清晰，本领域人员清楚，要使定位轴在定位槽内沿定位槽长度方向移动，定位槽的宽度应略大于定位轴1在位于定位槽内的部位的直径，而要使定位轴在定位槽内稳定移动，定位槽的宽度应尽可能接近定位轴1在位于定位槽内的部位的直径，因此，使用“相等”使描述更加清楚。

所述定位轴1上的齿轮相间隔地设置有两个，所述定位轴1的两端对称设置有齿轮2，相邻的两个定位轴上用于连接两者的定位连接片3也相间隔地设置两个，且对称设置在定位轴的两端，同一端的相邻的两个定位连接片3错位设置，所述通孔设置在所述定位轴的中部。

本实施例中，限位槽是这样设置的，见图9，定位轴1设置成中部直径大，两端直径小，并在两端设置有螺纹，在定位轴的两端分别安装上齿轮2和锁紧螺母，齿轮和定位轴直径大中部之间即构成限位槽，一端的限位槽可容纳同一侧的两个定位连接片3。限位槽可构成的方法很多，也可以与上述不同，如用螺母形成限位槽，可一个限位槽只容纳一个定位连接片3，也可容纳多个；又如直接在在定位轴上设置环形槽，定位连接片3可由环形槽为中心先分离成可连接的两半，在定位轴上安装好定位连接片后进行连接；又或者定位轴整体直径一致，在安装好定位连接片的两端用其他安装件来形成凸起，以此形成限位，使定位轴可稳定沿定位连接片长度方向移动，而定位连接片不会沿定位轴轴向方向移动。

图1和图2是定位轴上双侧都设置有齿轮的情况，可以清楚，定位轴上的齿轮也可以为一个，相邻的两个定位轴上用于连接两者的定位连接片也可以设置为一个，若只有一侧设置有齿轮，齿轮链硬支撑机构也具有同样的功能，齿轮和定位连接片的增多是为了使结构更加稳定。

该设计在使用时：需要将机床上冷却、吹屑的水管沿该齿轮链型硬支撑机构长度方向设置，通过铁丝捆绑、熔融、或焊接等将两者固定在一起，实现两者能够同时变形，再将齿轮链型硬支撑机构的一端通过焊接等方式固定于机床上。之后先松开钢丝绳4上的锁紧螺母41，使定位轴1可在定位连接片3的定位槽内移动，这时调整齿轮链型硬支撑机构的角度，使水管对准所需喷淋、吹屑的位置，调整过程中，水管随齿轮链型硬支撑机构弯曲，齿轮自动脱开、啮合，到所需位置后，锁紧钢丝绳4，边锁紧边调整，使齿轮链型硬支撑机构调整到准确角度，这时由于钢丝绳4已锁紧，齿轮链型硬支撑机构上的齿轮全部处于啮合状态，齿轮链型硬支撑机构形成固定形态，稳定、不易变形。该设计同理可应用到其他类似的需要刚性支撑的结构上。

实施例

与实施例1不同的是，如图3、4、5、6所示，还包括水管固定片5，所述水管固定片5的一端固定在所述定位轴1上，另一端设置有通孔状管槽51，所述通孔状管槽51的中心轴方向与所述定位轴1的通孔的中心轴方向一致，每个定位轴1上都设置有一个水管固定片5。

所述水管固定片5包括上管片52和下管片53，所述上管片52的中部设置有半径与定位轴1中部半径一致的弧形凹槽54，弧形凹槽54的中心处设置有通孔，弧形凹槽54的两侧对称设置有通孔状管槽，所述下管片53与上管片52结构相同，上管片与下管片相对设置，两者中部的弧形凹槽54盖合在定位轴1上，上管片与下管片之间通过螺丝连接固定，弧形凹槽中心处的通孔与定位轴上的通孔对应，所述钢丝绳4同时穿过弧形凹槽中心处的通孔和定位轴上的通孔。将机床水管55由通孔状管槽51插入，即可完成固定。

实施例

与实施例1不同的是，如图7所示，所述齿轮链型硬支撑机构的尾端设置有铣头6，所述铣头6与传动软轴7的尾端连接，传动软轴7的首端连接着机床主轴的回转主轴，使回转主轴的旋转可传至铣头6。

所述定位轴1中部的通孔相间隔、平行地设置有3个，其中一个通孔设置在定位轴的中心处，另外两个对称设置在这个通孔两侧，所述传动软轴7由所述齿轮链型硬支撑机构尾端至首端依次穿过位于定位轴中心处的通孔，传动软轴7的首端设置有外螺纹及与外螺纹适配的螺母，所述钢丝绳4设置有两条，分别对应设置在定位轴1中心处通孔的两侧的通孔内。

所述齿轮链型硬支撑机构的首端设置有可旋转固定盘8，所述可旋转固定盘8包括底座81和圆盘82，所述底座81固定在齿轮链型硬支撑机构首端的定位轴1上，如图7所示，底座81的两侧分别通过螺母固定在定位轴1的两端，所述圆盘82上设置有呈环状布置的安装孔。可旋转固定盘8也可以设置成双盘形式，即上盘用来与机床主轴固定，下盘用来旋转方向，并可通过螺栓锁定，使旋转更为简便。

所述可旋转固定盘8的中心处设置有中心孔，中心孔内传动接头9，所述可旋转固定盘8与所述传动接头9通过轴承可旋转连接，所述传动软轴7的首端由可旋转固定盘8的中心孔处穿入所述传动接头9，并与所述传动接头9连接，所述机床主轴的回转主轴通过加工中心测固铣刀刀柄与所述传动接头连接。传动接头、铣刀刀柄为机床主轴与铣头连接的一般所需器件。安装在机床主轴上的结构可见图8。

本实施例的硬支撑机构在使用时，机床的主轴上预先按圆盘82上的安装孔排列进行打孔，先略微松开两条钢丝绳4上的锁紧螺母和传动软轴7的的螺母，再将齿轮链型硬支撑机构调整到所需角度后即可拉紧钢丝绳4及传动软轴7，再锁紧钢丝绳上的锁紧螺母和传动软轴上的螺母，之后将圆盘82固定在机床主轴上，将传动接头9通过刀柄与机床主轴的回转主轴连接。之后即可对工件进行铣削加工。

Claims (10)

1.一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：包括定位轴、齿轮、定位连接片和钢丝绳，所述定位轴为圆柱形，定位轴上固定设置有齿轮，定位轴上还设置有沿定位轴径向设置的通孔，所述定位轴设置有多个，所述钢丝绳依次穿过这多个定位轴上的通孔，钢丝绳的一端设置有直径大于所述通孔直径的钢丝绳固定堵头，另一端设置有螺纹，以及与螺纹适配的锁紧螺母；所述定位轴上设置有定位连接片，所述定位连接片可将相邻的两个定位轴连接，两两相邻的定位轴都设置有定位连接片连接，所述定位连接片上设置有沿定位连接片长度方向设置的定位槽，相邻的两个定位轴的同一部位设置在同一定位连接片的定位槽内，所述定位轴上设置有防止定位连接片沿定位轴轴向移动的限位槽，所述定位连接片的两端分别设置在该定位连接片所连接的两个定位轴的限位槽内，所述定位槽的宽度与定位轴在位于定位槽内的部位的直径相等，定位轴可沿定位槽长度方向移动，使位于同一定位槽内的两个定位轴上的齿轮能够相啮合和分离。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：所述定位轴上的齿轮相间隔地设置有多个。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：相邻的两个定位轴上用于连接两者的定位连接片相间隔地设置多个，所述限位槽也相应设置有多个，使每个定位连接片设置在与其位置对应的限位槽内。

4.根据权利要求2所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：所述定位轴的两端对称设置有齿轮，相邻的两个定位轴上用于连接两者的定位连接片也相间隔地设置两个，且对称设置在定位轴的两端，所述通孔设置在所述定位轴的中部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：还包括水管固定片，所述水管固定片的一端固定在所述定位轴上，另一端设置有通孔状管槽，所述通孔状管槽的中心轴方向与所述定位轴的通孔的中心轴方向一致，所述水管固定片沿着齿轮链型硬支撑机构的长度方向设置有多个。

6.根据权利要求5所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：所述水管固定片包括上管片和下管片，所述上管片的中部设置有半径与定位轴中部半径一致的弧形凹槽，弧形凹槽的中心处设置有通孔，弧形凹槽的两侧对称设置有通孔状管槽，所述下管片与上管片结构相同，上管片与下管片相对设置，两者中部的弧形凹槽盖合在定位轴上，上管片与下管片之间通过螺丝连接固定，弧形凹槽中心处的通孔与定位轴上的通孔对应，所述钢丝绳同时穿过弧形凹槽中心处的通孔和定位轴上的通孔。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：所述齿轮链型硬支撑机构的尾端设置有铣头，所述铣头与传动软轴的尾端连接，传动软轴的首端连接着机床主轴的回转主轴，使回转主轴的旋转可传至铣头。

8.根据权利要求7所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：所述定位轴中部的通孔相间隔、平行地设置有3个，其中一个通孔设置在定位轴的中心处，另外两个对称设置在这个通孔两侧，所述传动软轴由所述齿轮链型硬支撑机构尾端至首端依次穿过位于定位轴中心处的通孔，传动软轴的首端设置有外螺纹及与外螺纹适配的螺母，所述钢丝绳设置有两条，分别对应设置在定位轴中心处通孔的两侧的通孔内。

9.根据权利要求8所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：所述齿轮链型硬支撑机构的首端设置有可旋转固定盘，所述可旋转固定盘包括底座和圆盘，所述底座固定在齿轮链型硬支撑机构首端的定位轴上，所述圆盘上设置有呈环状布置的安装孔。

10.根据权利要求9所述的一种齿轮链型硬支撑机构，其特征在于：所述可旋转固定盘的中心处设置有中心孔，中心孔内传动接头，所述可旋转固定盘与所述传动接头通过轴承可旋转连接，所述传动软轴的首端由可旋转固定盘的中心孔处穿入所述传动接头，并与所述传动接头连接，所述机床主轴的回转主轴通过铣刀刀柄与所述连接头连接。