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滚珠花键预紧:如何,为什么,当它的应用

经过丹尼尔•柯林斯|2021年5月5日

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图片来源:日本轴承

等,其中滚动元件滚道中骑行其它线性运动部件,滚珠花键可与被供给预装。在滚珠花键的情况下,预压的主要目的是降低角度游移 - 间隙在旋转方向上 - 当扭矩被申请;被应用。

在没有预紧力的情况下,当球花键旋转时,由于花键螺母的球和花键轴上的沟槽之间的间隙,球花键有少量的间隙,或“间隙”。所以当施加扭矩时,连接到负载的组件(无论是花键螺母或花键轴)将开始旋转,但配合的组件不会立即跟随。侧隙导致转动方向的刚度降低和定位精度降低,特别是当转动方向改变时。

滚珠花键预紧
哥特式滚珠花键拱槽之间的接触型材和球提供四个接触点,为更高的负载能力和更好的刚性。
图片来源:IKO

回想一下,球骑在滚道可以有哥特式的拱门或圆弧接触几何。虽然这些几何形状通常与异形轨道直线导轨的滚道有关,但它们也适用于球花键的凹槽。

一般来说,直径较大的球花键采用哥特拱槽设计,在球和滚道之间提供四个接触点。这种四点接触消除间隙,并提供更高的负载能力。然而,哥特式拱设计可以导致更高的差动滑移,增加摩擦。

相反,小直径球花键通常使用圆弧沟槽几何形状-这提供了球和滚道之间的两个接触点-为其更低的摩擦和更平稳的运行特性。


差动滑移的发生是因为球和滚道之间的接触面积是一个椭圆。这个椭圆接触面积意味着球滚动的直径将改变,因此滚动速度将改变,取决于椭圆的哪一部分啮合。这导致球滑动而不是滚动,并导致滑动摩擦-称为差动滑移。

水沟几何
哥特式拱设计在滚动直径上有更大的差异,因此,差动滑移和更高的摩擦。
图片来源:亚历山大·斯洛克姆

滚动直径之间的差异越大,球所经历的差动滑移就越多。由于哥特拱设计的滚动直径之间的差异比圆弧设计的更大,哥特拱设计经历更高的差动滑移和更高的摩擦。


无论哪个槽几何使用的,预载荷可以适用于滚珠花键,以确保角度游移被完全除去,以增加组件的刚性。滚珠花键预压通常通过改变球的直径在花键螺母,以类似于在一个滚珠螺母或循环球或滚柱轴承托架的方式创建的。

滚珠花键预紧
对滚珠花键与正常,轻链(CL)旋转角与转矩,和介质(CM)预载。
图片来源:THK

由于滚珠花键预紧的主要目的是减少角隙,制造商通常提供“正常”、“轻”和“中等”预紧量(或这些分类的某些变体)。虽然大多数制造商定义预紧力的角度间隙微米,预紧量力量分类为“轻预载”一般是花键螺母的基本静态负荷额定值的2%左右。

预紧力是最常见的建议时,花键轴将遇到震动或摆动载荷,因为这可能会导致在花键轴凹槽显著,过早磨损和球时,他们有间隙。光预压的增加在旋转方向上的定位精度,同时被推荐用于更剧烈的震动或当需要高刚性介质预载。需要注意的是有些厂家推荐使用花键轴时用两轴并行使用间隙(无负荷)是很重要的。


提交:线性运动提示


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