在滾輪導(dǎo)軌系統(tǒng)中,90°溝槽的滾輪與70°溝槽的滾輪是兩種最常見的滾輪。V形溝槽角度的不同導(dǎo)致滾輪的性能存在差異,呈現(xiàn)出不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),用戶只有選擇合適的滾輪才能滿足其特定應(yīng)用的需求。70°V形滾輪適用于結(jié)構(gòu)要求比較緊湊的場(chǎng)合,而90°V形滾輪更適用于載荷比較大的應(yīng)用場(chǎng)合。

當(dāng)V形滾輪與相應(yīng)的導(dǎo)軌配合時(shí),在V形導(dǎo)軌面上,滾輪與導(dǎo)軌之間將會(huì)形成“線接觸”,滾輪所承載的負(fù)載力將會(huì)沿著接觸線進(jìn)行分布,為了保證接觸線上導(dǎo)軌材料不會(huì)屈服,應(yīng)保證接觸線足夠長(zhǎng)。由于70°V形滾輪的夾角較小,所以在相同接觸線長(zhǎng)度的狀況下,70°V形滾輪的厚度更小,而90°滾輪的直徑更小。
除了擁有更好的負(fù)載分布特征之外,更長(zhǎng)的接觸長(zhǎng)度還可以改善滾輪的穩(wěn)定性和自糾偏能力。在這方面,70°滾輪比90°滾輪的優(yōu)勢(shì)大一些。滾輪溝槽的角度越小,滾輪跑偏的難度越大。
在任何滾輪導(dǎo)軌系統(tǒng)中,作用在滾輪上的外力最終可以分解為徑向力和軸向力,V形溝槽的角度決定了徑向力和軸向力的大小。對(duì)于70°和90°V形滾輪而言,當(dāng)負(fù)載相同時(shí),若徑向負(fù)載相等,70°V形滾輪的軸向負(fù)載要遠(yuǎn)大于90°V形滾輪。當(dāng)滾輪通過其內(nèi)部的V形槽接觸導(dǎo)軌時(shí),滾輪運(yùn)動(dòng)表面上的任何軸向載荷都會(huì)在滾輪上產(chǎn)生向外的彎矩。這個(gè)彎矩在滾輪上產(chǎn)生應(yīng)力,其中最大的合應(yīng)力發(fā)生在兩個(gè)接觸面相交的內(nèi)部V槽的頂點(diǎn)處。當(dāng)彎曲應(yīng)力超過滾輪的材料強(qiáng)度時(shí),滾輪可能在V槽頂點(diǎn)處開裂。由于在兩個(gè)接觸表面上產(chǎn)生的軸向載荷較低,并且兩個(gè)接觸表面之間的過渡角度更緩和,所以,在相同的徑向作用力下,90?滾輪在內(nèi)部V頂點(diǎn)處的彎曲應(yīng)力要比類似尺寸的70?滾輪小。 正因如此,90?V形滾輪可支撐更大的負(fù)載,且滾輪破裂的風(fēng)險(xiǎn)較小。