在滾輪導軌系統(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致滾輪的性能存在差異,呈現(xiàn)出不同的優(yōu)勢和劣勢,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)要求比較緊湊的場合,而90°V形滾輪更適用于載荷比較大的應(yīng)用場合。

當V形滾輪與相應(yīng)的導軌配合時,在V形導軌面上,滾輪與導軌之間將會形成“線接觸”,滾輪所承載的負載力將會沿著接觸線進行分布,為了保證接觸線上導軌材料不會屈服,應(yīng)保證接觸線足夠長。由于70°V形滾輪的夾角較小,所以在相同接觸線長度的狀況下,70°V形滾輪的厚度更小,而90°滾輪的直徑更小。
除了擁有更好的負載分布特征之外,更長的接觸長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。對于70°和90°V形滾輪而言,當負載相同時,若徑向負載相等,70°V形滾輪的軸向負載要遠大于90°V形滾輪。當滾輪通過其內(nèi)部的V形槽接觸導軌時,滾輪運動表面上的任何軸向載荷都會在滾輪上產(chǎn)生向外的彎矩。這個彎矩在滾輪上產(chǎn)生應(yīng)力,其中最大的合應(yīng)力發(fā)生在兩個接觸面相交的內(nèi)部V槽的頂點處。當彎曲應(yīng)力超過滾輪的材料強度時,滾輪可能在V槽頂點處開裂。由于在兩個接觸表面上產(chǎn)生的軸向載荷較低,并且兩個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載,且滾輪破裂的風險較小。