工作原理
滚珠花键的工作原理基于滚动摩擦,通过滚珠在内外壳之间的自由滚动实现高效率的运动传递。具体过程如下:
高传递效率:滚珠可以在内外壳之间自由滚动,使得动力能够以极高的效率从一个轴传递到另一个轴,几乎没有能量损失。
适应轴的偏心:在实际应用中,轴与轴套之间可能存在一定的偏心。滚珠花键的滚珠可以在轨道上自由移动,适应这种偏心,保持稳定的传动性能。
承受轴向负载:滚珠在轨道上的滚动使得轴向力能够得到有效分散,增加了连接的可靠性和强度。
减少摩擦:传统的花键连接依靠键槽与键的摩擦力传递扭矩,会产生较大的滑动摩擦,导致能量损失和机器磨损。滚珠花键通过滚珠在轨道上的滚动,大大减少了接触面间的摩擦,提升了能效和耐用性。
内部结构
花键外筒:通常为圆柱形金属壳体,内部加工有精确的螺旋或直沟槽,与花键轴的沟槽对应形成滚珠轨道。它固定于设备基座,通过法兰、螺纹孔或螺栓孔安装,提供结构支撑。内部沟槽与轴配合,引导滚珠运动。材料通常为高碳铬轴承钢,经过淬火和研磨处理,确保耐磨性和精度。
花键轴:表面带有与外筒匹配的直沟槽或螺旋沟槽的精密轴,通常经超精加工以降低摩擦。它传递旋转扭矩或直线推力,通过滚珠实现与外筒的低阻力相对运动。材料与外筒类似,采用硬化钢以提高寿命,部分高负载场景可能使用陶瓷涂层。
密封圈:防止灰尘和杂质进入滚珠花键内部,保持其清洁和润滑。
保持架:固定钢球的位置,防止钢球脱落,并引导钢球在轨道上均匀分布和滚动。
钢球:在内外壳之间的空隙中自由滚动,实现灵活的转轴连接。钢球通常采用钢制材料,具有强度高、耐磨性好、稳定性强的特点。
端盖:用于封闭滚珠花键的一端,防止钢球脱落。
负载与操作规范
严禁超负荷:禁止超过额定扭矩/轴向力,避免冲击载荷。
防止碰撞振动:安装时确保轴线对齐,避免偏载或倾斜受力。