滾珠花鍵是機械設計人員尋找一種優雅的方式來結合旋轉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，許多設計師發現實施已經包含旋轉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，越來越多的設計人員發現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合旋轉和線性運動的獨特能力。這種能力提供了性能和穩定性方面的優勢——為設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。圖片由湯姆森工業公司提供

結果是一種高效的機械驅動器，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花鍵件的軸向位移。這使它們能夠在扭轉載荷下高速運行。

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運動通常需要在圍繞笛卡爾坐標構建的二乘四線架構中使用單獨的軸。此設置需要時間來構建和測試，占用大量空間，并且可能需要更高的維護關系。滾珠花鍵提供單軸解決方案，提供更大的設計靈活性并需要更少的空間。

穩定性：除了減少所需軸的數量外，花鍵結構還提高了穩定性。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，并可以添加防旋轉導軌。

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勢。減少摩擦可實現更高的運行速度、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：球形花鍵適用于人們通常用手腕旋轉進行的自動化應用，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和反向應用，例如取放機。圖片由湯姆森工業公司提供

機器人當然可以執行許多與球花鍵相同的任務，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勢并消除機器人技術的高成本。滾珠花鍵可以提供相當的規格，占地面積更小，移動更高的負載更快，具有更強的機械結構，通常開發成本更低。

花鍵球規格及制造

最初，旋轉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作。現在，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。圖片由湯姆森工業公司提供

滾珠花鍵也適合維修。根據規格，制造商通常可以將孔錐化，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。

借助滾珠花鍵設計能力回到未來

在設計解決方案時，擴展行程或壓縮系統的能力可能是成功的關鍵。滾珠花鍵提供了這種改變游戲規則的靈活性，設計師可能在預包裝的多軸組件中看不到。過去需要技術人員或裝配工進行的更多操作現在可以實現自動化，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。數字技術的進步使它們很容易集成到現代系統的集成軸中。對于剛接觸滾珠花鍵的工程師來說，查看設計項目以了解單軸旋轉和線性輸入是否可以節省空間、縮短循環時間或提高機器可靠性是個好主意。