El perfil de la pista de rodadura generalmente no es circular sino que tiene forma de arco gótico, es decir dos arcos circulares con el mismo radio pero con distinto centro. Generalmente se produce una holgura o juego ya que solo se produce el contacto en un flanco, en lados opuestos en el eje y en la tuerca. En el eje se produce en el flanco posterior respecto al movimiento y en la tuerca en el delantero. Para que no exista juego entre los rodamientos y el surco existen dos estrategias: el primer método es sobredimensionar ligeramente el rodamiento respecto al surco, lo que genera una pequeña deformación elástica, y se produce contacto en los dos flancos, es decir, existen cuatro puntos de contacto, dos en la tuerca y dos en el eje. El otro método para eliminar la holgura se aplica a tuercas dobles y hace que los puntos de contacto de una tuerca sean opuestos a los de la otra debido a la presión que ejerce una arandela sobre ambas tuercas. Se produce un solo punto de contacto por flanco pero opuestos en el eje y en la tuerca. También se puede conseguir en una tuerca simple realizando en los pasos de rosca uno de ellos con un desplazamiento de forma que la distancia en ese paso sea mayor que los restantes. Este método de precarga produce una menor deformación elástica.[3].
Un dato característico del husillo de bolas es su paso. Equivale a la distancia lineal que recorre la tuerca del husillo por cada revolución del husillo, normalmente expresada en milímetros. Este paso no coincide con la pendiente de la ranura, que se obtiene por mecanizado de la ranura en un plano inclinado. Esto se debe a que la transmisión del movimiento se realiza a través de rodamientos. Para que se produzca solo rodadura, la velocidad instantánea en los puntos de contacto de las bolas debe coincidir tanto en el eje de rodamiento como en el rodamiento de la tuerca. Por lo tanto, ambas deben diferir en la velocidad debida al giro del pprodamiento. La velocidad de rampa es el cociente de las dos ramas de la pendiente (distancia de desplazamiento por unidad de volumen), un número adimensional y se expresa usualmente como un porcentaje. La pendiente se elige de forma que la velocidad de alimentación sea la adecuada. Sin embargo, la geometría de la rampa de retorno del husillo juega un papel importante en la optimización estructural de los husillos de bolas.
Los husillos de bolas posibilitan altas velocidades de desplazamiento, con una elevada precisión y con cargas muy diferentes. La velocidad está condicionada tanto por la velocidad de rodamiento de las bolas como por la velocidad crítica del eje. El límite técnico para rodamientos de bolas era en 1996 de aproximadamente 3000 m / min (180 km / h). Y la velocidad crítica del eje depende de su longitud y de sus apoyos.
La dificultad de aumentar la velocidad de los husillos de bolas se debe a que no se puede construir la tuerca del husillo con la jaula de bolas perfectamente integrada. Por lo tanto, se producen choques ("chasquidos") de las bolas unas contra otras y contra las ranuras de la tuerca y el husillo. Principalmente debido a este efecto, un husillo de bolas laminado normalmente trabaja a menos de 200 m / min. Un factor importante que limita la velocidad de desplazamiento es la velocidad máxima de rodadura de las bolas en la ranura de rodadura. Con el fin de usar parte del potencial, los husillos de alta velocidad están diseñados con pendientes pronunciadas y diámetros pequeños. Los desarrollos más recientes incluyen husillos de bolas con cadena de bolas que corren relativamente lentas con lo que se puede reducir en gran medida el efecto de "chasquido" descrito anteriormente.
El cociente de la pendiente y la extensión del vástago indica la forma de la hélice, con su rampa característica. Esta relación también se denomina relación nominal del husillo. Una relación de transmisión de 1:1 significa que de acuerdo con esta definición un gradiente del 100% de la rampa. La pendiente de husillos de alta velocidad modernos es un múltiplo del diámetro del respectivo husillo. Proporciones de 3:1 solo se pudieron lograr a partir de 1996. La limitación se debe a la necesidad de encontrar un compromiso con el requisito de la estabilidad mecánica: el husillo transmite las fuerzas a su ranura. Los husillos demasiado delgados comienzan a oscilar bajo la influencia de los componentes radiales de estas fuerzas. La caracterización de la distribución de las fuerzas de ángulo de avance y ángulo de carga se especifican en la DIN 69051a. Para compensar las vibraciones no deseadas en husillos finos de alta velocidad se pueden insertar en el husillo pares de tuercas especialmente diseñadas para funcionar como amortiguador.
Dimensiones
Los husillos de bolas solo disponen de estándares dimensionales para la conexión al motor de accionamiento. Por lo tanto, las dimensiones varían en los husillos en función del fabricante, en algunos casos de manera significativa. Por lo general, se disponen diferentes inclinaciones para cada diámetro de husillo.
La gama estándar en el mercado va desde los llamados husillos de bolas en miniatura, con tornillo desde 1 hasta 16 mm y husillos de diámetro de 6 a 20 mm, con tornillos con pasos de 50 mm y diámetros de hasta 125 mm. Las longitudes del husillo se ofrecen en función del tipo requerido, y van desde unos pocos centímetros hasta varios metros.