接觸角度設(shè)計與力的分解:角接觸構(gòu)造的滾珠花鍵通常采用較大的接觸角,如40°。當(dāng)滾珠與花鍵軸和花鍵外筒的滾道接觸時,接觸點處的力可以分解為徑向力和軸向力。較大的接觸角使得軸向力分量相對較大,這個軸向力分量就是產(chǎn)生預(yù)壓的基礎(chǔ)。通過合理設(shè)計接觸角,能夠在滾珠與滾道之間形成特定的壓力分布,從而實現(xiàn)預(yù)壓效果。
相對滾珠列的相互作用:采用接觸角度相同的相對2-4排滾珠列,將花鍵軸與花鍵外筒結(jié)合。這些相對的滾珠列在圓周方向上相互對稱布置,當(dāng)花鍵軸和花鍵外筒安裝在一起時,相對的滾珠列會對花鍵軸產(chǎn)生一個向中心的合力,這個合力就相當(dāng)于給滾珠施加了預(yù)壓力,使得滾珠在滾道內(nèi)處于一種被壓緊的狀態(tài),從而消除了旋轉(zhuǎn)方向的間隙。
預(yù)壓調(diào)整與剛性提升:可以通過調(diào)整預(yù)壓方式,如改變滾珠的數(shù)量、大小、滾道的形狀或施加外部軸向力等,來精確控制預(yù)壓力的大小。適當(dāng)?shù)念A(yù)壓能使?jié)L珠與滾道之間的接觸更加緊密,在承受載荷時,滾珠能夠更均勻地分布力,減少單個滾珠的受力集中,從而提高滾珠花鍵的剛性,使其在受到扭矩或徑向載荷時變形更小。