球花键由三个组件组成:槽轴，花键螺母和球轴承。轴上的凹槽是线性的，而不是像滚珠丝杠那样的螺旋形。球沿凹槽运动，在花键螺母内循环。这防止螺母在轴上旋转，使扭矩通过轴传递到螺母，反之亦然。
在典型应用中，轴或螺母安装在固定结构上。使用固定轴，轴的两端可以向下转动，以适应径向轴承的安装，以支持旋转。然而，使用固定螺母时，径向轴承必须安装在螺母的外径上，这可能会使整个总成体积庞大。螺母不能像轴那样容易修改，以适应各种轴承尺寸。
这是当旋转球花键变得高效和经济。与旋转球花键，径向支持轴承是内建到花键螺母，所以工程师不需要找到，来源和集成一个。这不仅节省了时间和费用，也节省了空间。旋转花键螺母是更紧凑的比标准花键螺母增加径向支持轴承。
确定旋转球花键的第一步是确定行程长度、速度、应用载荷、安装空间、占空比、所需寿命、尺寸、安装方向、环境和精度等参数。从那里，您可以决定具体的设计元素，如预紧力和轴承风格。
预加载的重要性
当一个力引起轴或花键螺母(不是径向支承轴承)的旋转时，两者将一起旋转，因为螺母的球轴承由沟槽固定。
如果球轴承没有预加载，花键螺母和轴之间可能会有一些摆动空间。因此，当你想通过旋转轴移动负载时，螺母不会立即跟随或由于轻微的间隙，它移动了一点。这是角隙，不利于精确定位。
当然，这是有代价的。预紧力越高，球在沟槽中越紧，产生的摩擦越多。因此，为应用程序选择适当的预紧力是很重要的，以保持平滑的运动，并最大限度地提高产品寿命、刚度和精度。
在应用中，预加载还可以通过减少装配变形来增加花键的刚度。因为钢的初始变形量要大得多，通过插入更大直径的球来预变形部件可以减少在加载样条组件时的变形量。因此，装配将更加刚性和精确。
最大转矩
旋转球花键的扭矩额定值是由轴上的槽数和槽内球接触点的数量决定的。带有四个槽的轴比带有三个槽的轴有更高的扭矩额定值。
同样，形状像哥特式拱门的沟槽，提供四个球接触点，比提供两个球接触点的圆形沟槽有更高的扭矩额定值。哥特式拱门设计消除了任何可能导致偏转的间隙。这使球花键更精确。四点接触也增加了承载能力和刚度。
尽管不同的球花键可能是完全相同的尺寸，他们可以有不同的扭矩额定值基于轴和花键螺母之间的接触点的总数。球花键与四个凹槽和四点球接触提供了16个总接触点之间的轴和花键螺母。球花键与三个凹槽和两点球接触提供了仅仅六个接触点之间的轴和螺母。
轴的特征
花键轴可以绘制，研磨或精密研磨。基材也可以不同。轴是根据材料等级、轴直径公差、与端面的垂直度，以及安装部分与支撑部分的同心度等特性进行分级的。
增加花键轴的对称性将增加其最大转速和稳定性。
加工精密，直直线槽花键轴将使其高度精确，但也更昂贵。拉花键轴更便宜，但也不太准确。
制造商通常指定花键轴的三个精度评级之一:精度(意味着他们的最高精度)，高(意味着他们的标准等级，通常是库存项目)，和普通或商业(通常非接地轴)。然而，一个制造商的高级等级可能是另一个制造商的标准等级。真正评估花键轴的唯一方法是比较轴直径公差、直线度、垂直度和同心度。
如果较小的精度是可接受的，那么绘制，非地面花键轴可能是最好的选择。一些拉伸轴可以使用相同的花键螺母作为地面轴，但他们的负载能力将减少，因为螺母是在一个非地面滚道。然而，他们更便宜，可以长达5米，使他们适合材料处理应用。
滚珠或滚柱吗?
旋转球花键的径向支承轴承可以是交叉滚子轴承或带有两排球的角接触轴承。交叉滚子轴承类似于滚珠轴承，除了它们是圆柱形而不是球形。滚子相互交错，以90度角移动到v形滚道内磨成花键螺母的外径和旋转法兰的内径。
滚珠轴承提供单接触点，交叉滚子轴承提供接触线。因此，交叉滚子可以比滚珠轴承承载更重的负荷。它们还提供了更多的刚性，更少的变形和更高的精度比球。
角接触轴承和交叉滚子轴承都可以支持轴向和径向载荷，这通常遇到在球花键应用。当角接触轴承用两排球实现这一点时，交叉滚子轴承用一排滚子实现这一点，但有一些缺点，如速度和磨损。
与角接触轴承相比，交叉滚子轴承更加紧凑。花键螺母本身的大小是相同的方式。
交叉滚子轴承最适合高负荷应用，在空间溢价和连续旋转是不需要的。例如，在拾放操作中，交叉滚子轴承是旋转夹持器的一个很好的选择。
在需要连续旋转的应用中，交叉滚子比滚珠轴承磨损更快。例如，角接触轴承是驱动磨削主轴、传送带或绕线机的更好选择。
对于高速应用，角接触轴承比交叉滚子轴承更有利。在直径16毫米的标准花键轴上，交叉滚子轴承可以达到最高转速1080转，而角接触轴承可以达到4000转。
大多数现有的旋转球花键应用使用角接触轴承。交叉滚子轴承是相对较新的旋转球花键。因此，将交叉滚子轴承改造成角接触轴承的现有应用可能是困难和昂贵的。大多数由角接触轴承支持的旋转球花键是可互换的，至少从尺寸角度来看。
