滚珠花键是机械设计人员寻找一种优雅的方式来结合旋转和线性运动的主要工具。在加快机器上市速度的压力的推动下，许多设计师发现实施已经包含旋转轴和线性轴的预制解决方案的速度更快。
随着自动化的新兴机会为机器带来更多的移动轴，越来越多的设计人员发现预打包的解决方案并不总是足够灵活以满足应用要求。这种变化导致许多设计人员重新考虑滚珠花键，特别是因为它们具有在单个轴上结合旋转和线性运动的独特能力。这种能力提供了性能和稳定性方面的优势——为设计人员提供了更多压缩组件、延长行程或分配负载的方法……
滚珠花键的工作原理
与滚珠丝杠一样，滚珠花键通过限制滚珠切点处的物理接触来提供无摩擦运动，由滚珠丝杠螺纹和螺母中的座圈引导。滚珠花键通过沿轴连接一条或多条线（也称为花键）来增加旋转方向，以促进前后运动。这些凹槽提供低摩擦线性路径，同时支持负载的传输。
滚珠花键有一个或多个孔，可引导滚珠运动而不会变形或旋转。图片由汤姆森工业公司提供
结果是一种高效的机械驱动器，适用于所有类型的轴向载荷传递和扭矩传递应用。滚珠花键抵抗载荷引起的径向位移，传递扭矩时需要很小的力就可以实现花键件的轴向位移。这使它们能够在扭转载荷下高速运行。
通过滚珠花键紧凑性重新获得空间
在没有滚珠花键的情况下组合线性和旋转运动通常需要在围绕笛卡尔坐标构建的二乘四线架构中使用单独的轴。此设置需要时间来构建和测试，占用大量空间，并且可能需要更高的维护关系。滚珠花键提供单轴解决方案，提供更大的设计灵活性并需要更少的空间。
稳定性：除了减少所需轴的数量外，花键结构还提高了稳定性。球花键的刚度提供了一种有效的方法来将垂直行程扩展到机器人无法提供的范围之外。它还支持悬臂式架构，并可以添加防旋转导轨。
改进的性能：对于这些精密部件，滚珠花键带来了其他滚珠丝杠部件的性能优势。减少摩擦可实现更高的运行速度、更少的磨损、更长且更可预测的寿命、更少的反冲和卡死以及更少的磨损。旋转：球形花键适用于人们通常用手腕旋转进行的自动化应用，例如推动试管或打开样品罐的盖子。实验室。高速取放应用是球面花键的另一个常见用途。
滚珠花键可用于扭转和反向应用，例如取放机。图片由汤姆森工业公司提供
机器人当然可以执行许多与球花键相同的任务，但运动更自由。然而，如果这种自由度对应用来说并不重要，则滚珠花键可以提供许多其他优势并消除机器人技术的高成本。滚珠花键可以提供相当的规格，占地面积更小，移动更高的负载更快，具有更强的机械结构，通常开发成本更低。
花键球规格及制造
最初，旋转和线性集成源于机械和电气工程与使用两个或多个轴的解决方案的协作。现在，有各种长度达3,000毫米、直径从6到50毫米的滚珠花键可供选择。
精密滚珠花键有多种尺寸、螺母类型和表面处理可供选择。ThomsonSphereSplineSelector工具等在线资源可以帮助用户快速缩小选择范围，为他们的应用选择最佳样条。图片由汤姆森工业公司提供
滚珠花键也适合维修。根据规格，制造商通常可以将孔锥化，添加径向轴承或同轴孔以减少尺寸，或进行其他必要的更改以将滚珠花键单元安装到机器中。
借助滚珠花键设计能力回到未来
在设计解决方案时，扩展行程或压缩系统的能力可能是成功的关键。滚珠花键提供了这种改变游戏规则的灵活性，设计师可能在预包装的多轴组件中看不到。过去需要技术人员或装配工进行的更多操作现在可以实现自动化，从而使这些操作更安全、更高效且更易于管理。在劳动力成本不断上升、人员短缺和缺勤率高的今天，这些自动化解决方案尤为重要。机器制造商应考虑将滚珠花键用于所有需要旋转和直线运动的应用，尤其是在空间非常宝贵且行程、负载、速度、可靠性或耐用性至关重要的应用中。
对于那些习惯了球形样条的人来说，可能是时候以一种新的方式重新使用它们了。数字技术的进步使它们很容易集成到现代系统的集成轴中。对于刚接触滚珠花键的工程师来说，查看设计项目以了解单轴旋转和线性输入是否可以节省空间、缩短循环时间或提高机器可靠性是个好主意。
