NGHỆ THUẬT
LÀM ĐẸP VÀ SỨC KHỎE
THỦ CÔNG
VĂN HÓA VÀ LỊCH SỬ
GIẢI TRÍ
MÔI TRƯỜNG
THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
KỸ THUẬT NGƯỢC
KHOA HỌC
THỂ THAO
CÔNG NGHỆ
THIẾT BỊ ĐEO
The Flexible Shaft: Turning a Tool Round a Corner
Martin

Tạo bởi

Martin

27. tháng Chín 2026NO
39
0
0
0
0

The Flexible Shaft: Turning a Tool Round a Corner

A dentist's drill must reach any tooth at any angle while it spins. A rigid shaft cannot follow the hand; universal joints give a few fixed bends. James B. Morrison of St. Louis tried two answers. His dental engine of 1871 carried the drive by a belt over pivoted, sprung arms. A year earlier his US 106,498, *Improvement in Flexible Shafts*, dated 16 August 1870, carried it through "a wire spiral or helix … enveloped in a short piece of india-rubber pipe, which allows the free flexure of the helix", in sleeves that act as bearings, with an adjustable head holding the bur and a parallel bracket for the instrument tray. The flexible shaft outlived the dental use: it drives rotary tools, speedometers and hedge trimmers today. This rung works out why only thin wires can bend and keep turning, and makes a flexible shaft from wound spring wire.
Cơ bản
About 3 hours

Hướng dẫn

1

Bending stress, fatigue and torque

Đang tải sổ tay Jupyter…
2

The sibling: belt over sprung arms

Morrison's other answer to the same problem carries the drive by a belt over pivoted arms. The embedded blueprint builds it; compare the two ways of reaching round a corner.
3

Read the 1870 flexible power-conveyer

Fig. 1 of US 106,498 shows the apparatus on a stand: a pulley shaft B, joined by a wire helix C in a rubber pipe c to a shaft section D, turning in a swivel-eye E; a double hinged parallel bracket H, I carrying the instrument tray L, which stays level however the bracket swings; and further helix sections R and t′ leading through a sleeve to the socket-head holding the burr U. The patent's three claims, in order: the flexible shaft with its enveloping sleeve, which gives journal-bearing to the enclosed shaft and the tool; an adjustable head joined to the sleeve by a hinge, so the tool can be set at any angle; and the combination with a parallel bracket that swings, rises and extends.
4

Wind a flexible shaft and drive it

Clamp a 3 mm steel rod in a cordless drill as a mandrel. Clamp one end of a length of 0.8 mm spring steel wire to the rod and, turning the drill slowly, wind a close helix about 400 mm long, every turn touching the last. Slide it off: that is the core. Push a short length of steel rod into each end and secure it with a dab of solder or a crimped sleeve. Chuck one end in the drill; put a small drill bit in a pin chuck on the other end, held in a length of aluminium tube as the sleeve-bearing. Bend the core round a 100 mm radius and run the drill in the direction that tightens the coil: the bit turns and will drill soft wood. Reverse the drill: the coil opens, winds up and barely turns the bit. Compare with a commercial rotary-tool flex shaft.

Vật liệu cho bước này:

Dây thép lò xoDây thép lò xo1 cái
Thép thanh thôThép thanh thô1 cái
Ống nhômỐng nhôm1 cái
Thiếc hàn chìThiếc hàn chì1 cái
Trục mềm cho máy mài cầm tayTrục mềm cho máy mài cầm tay1 cái

Công cụ cần thiết:

Máy khoan pinMáy khoan pin
Bộ mũi khoanBộ mũi khoan
Ê tô bàn nguộiÊ tô bàn nguội
Mỏ hànMỏ hàn
Găng tay da bảo hộGăng tay da bảo hộ
Kính bảo hộKính bảo hộ
5

A flexible shaft that fails

Flexible shaft faults.

Flow

Loading...
6

History and honest limits

**James B. Morrison** of St. Louis was granted **US 106,498**, dated 16 August 1870, for his flexible power-conveyer "for dental and other purposes"; his treadle dental engine with sprung arms followed in 1871 (US 111,667). Flexible shafts with multi-layer wire cores now drive rotary tools, instrument cables and garden tools. **Honest limits.** The bending-stress figures are the simple beam formula for one wire; a real core's stresses depend on its winding. A hand-wound single helix is a demonstration, not a tool shaft — it will not last.

Vật liệu

5

Công cụ yêu cầu

6

CC0 Phạm vi công cộng

Bản thiết kế này được phát hành theo CC0. Bạn tự do sao chép, sửa đổi, phân phối và sử dụng cho bất kỳ mục đích nào mà không cần xin phép.

Hỗ trợ nhà sáng tạo bằng cách mua sản phẩm qua bản thiết kế, nơi họ nhận Hoa hồng nhà sáng tạo do nhà bán hàng đặt, hoặc tạo phiên bản mới và kết nối trong bản thiết kế riêng để chia sẻ doanh thu.

Thảo luận

(0)

Đăng nhập để tham gia thảo luận

Đang tải bình luận...