滾珠花鍵是機械設(shè)計人員尋找一種優(yōu)雅的方式來結(jié)合旋轉(zhuǎn)和線性運動的主要工具。在加快機器上市速度的壓力的推動下，許多設(shè)計師發(fā)現(xiàn)實施已經(jīng)包含旋轉(zhuǎn)軸和線性軸的預制解決方案的速度更快。

隨著自動化的新興機會為機器帶來更多的移動軸，越來越多的設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)預打包的解決方案并不總是足夠靈活以滿足應用要求。這種變化導致許多設(shè)計人員重新考慮滾珠花鍵，特別是因為它們具有在單個軸上結(jié)合旋轉(zhuǎn)和線性運動的獨特能力。這種能力提供了性能和穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢——為設(shè)計人員提供了更多壓縮組件、延長行程或分配負載的方法……

滾珠花鍵的工作原理

與滾珠絲杠一樣，滾珠花鍵通過限制滾珠切點處的物理接觸來提供無摩擦運動，由滾珠絲杠螺紋和螺母中的座圈引導。滾珠花鍵通過沿軸連接一條或多條線（也稱為花鍵）來增加旋轉(zhuǎn)方向，以促進前后運動。這些凹槽提供低摩擦線性路徑，同時支持負載的傳輸。

滾珠花鍵有一個或多個孔，可引導滾珠運動而不會變形或旋轉(zhuǎn)。圖片由湯姆森工業(yè)公司提供

結(jié)果是一種高效的機械驅(qū)動器，適用于所有類型的軸向載荷傳遞和扭矩傳遞應用。滾珠花鍵抵抗載荷引起的徑向位移，傳遞扭矩時需要很小的力就可以實現(xiàn)花鍵件的軸向位移。這使它們能夠在扭轉(zhuǎn)載荷下高速運行。

通過滾珠花鍵緊湊性重新獲得空間

在沒有滾珠花鍵的情況下組合線性和旋轉(zhuǎn)運動通常需要在圍繞笛卡爾坐標構(gòu)建的二乘四線架構(gòu)中使用單獨的軸。此設(shè)置需要時間來構(gòu)建和測試，占用大量空間，并且可能需要更高的維護關(guān)系。滾珠花鍵提供單軸解決方案，提供更大的設(shè)計靈活性并需要更少的空間。

穩(wěn)定性：除了減少所需軸的數(shù)量外，花鍵結(jié)構(gòu)還提高了穩(wěn)定性。球花鍵的剛度提供了一種有效的方法來將垂直行程擴展到機器人無法提供的范圍之外。它還支持懸臂式架構(gòu)，并可以添加防旋轉(zhuǎn)導軌。

改進的性能：對于這些精密部件，滾珠花鍵帶來了其他滾珠絲杠部件的性能優(yōu)勢。減少摩擦可實現(xiàn)更高的運行速度、更少的磨損、更長且更可預測的壽命、更少的反沖和卡死以及更少的磨損。旋轉(zhuǎn)：球形花鍵適用于人們通常用手腕旋轉(zhuǎn)進行的自動化應用，例如推動試管或打開樣品罐的蓋子。實驗室。高速取放應用是球面花鍵的另一個常見用途。

滾珠花鍵可用于扭轉(zhuǎn)和反向應用，例如取放機。圖片由湯姆森工業(yè)公司提供

機器人當然可以執(zhí)行許多與球花鍵相同的任務(wù)，但運動更自由。然而，如果這種自由度對應用來說并不重要，則滾珠花鍵可以提供許多其他優(yōu)勢并消除機器人技術(shù)的高成本。滾珠花鍵可以提供相當?shù)囊?guī)格，占地面積更小，移動更高的負載更快，具有更強的機械結(jié)構(gòu)，通常開發(fā)成本更低。

花鍵球規(guī)格及制造

最初，旋轉(zhuǎn)和線性集成源于機械和電氣工程與使用兩個或多個軸的解決方案的協(xié)作?，F(xiàn)在，有各種長度達3,000毫米、直徑從6到50毫米的滾珠花鍵可供選擇。

精密滾珠花鍵有多種尺寸、螺母類型和表面處理可供選擇。ThomsonSphereSplineSelector工具等在線資源可以幫助用戶快速縮小選擇范圍，為他們的應用選擇最佳樣條。圖片由湯姆森工業(yè)公司提供

滾珠花鍵也適合維修。根據(jù)規(guī)格，制造商通?？梢詫⒖族F化，添加徑向軸承或同軸孔以減少尺寸，或進行其他必要的更改以將滾珠花鍵單元安裝到機器中。

借助滾珠花鍵設(shè)計能力回到未來

在設(shè)計解決方案時，擴展行程或壓縮系統(tǒng)的能力可能是成功的關(guān)鍵。滾珠花鍵提供了這種改變游戲規(guī)則的靈活性，設(shè)計師可能在預包裝的多軸組件中看不到。過去需要技術(shù)人員或裝配工進行的更多操作現(xiàn)在可以實現(xiàn)自動化，從而使這些操作更安全、更高效且更易于管理。在勞動力成本不斷上升、人員短缺和缺勤率高的今天，這些自動化解決方案尤為重要。機器制造商應考慮將滾珠花鍵用于所有需要旋轉(zhuǎn)和直線運動的應用，尤其是在空間非常寶貴且行程、負載、速度、可靠性或耐用性至關(guān)重要的應用中。

對于那些習慣了球形樣條的人來說，可能是時候以一種新的方式重新使用它們了。數(shù)字技術(shù)的進步使它們很容易集成到現(xiàn)代系統(tǒng)的集成軸中。對于剛接觸滾珠花鍵的工程師來說，查看設(shè)計項目以了解單軸旋轉(zhuǎn)和線性輸入是否可以節(jié)省空間、縮短循環(huán)時間或提高機器可靠性是個好主意。