Una scanalatura a sfera è un tipo di cuscinetto che fornisce un movimento lineare regolare e senza restrizioni. Composto da cuscinetti a sfera in acciaio che si muovono in scanalature profonde su un albero, un collare, chiamato dado, ha anche scanalature lavorate all’interno che si adattano alle sfere di acciaio. L’uso di una scanalatura a sfera consente al dado esterno di scivolare liberamente avanti e indietro sull’albero, mentre le sfere che si adattano saldamente tra l’albero e il dado forniscono il collegamento e la successiva trasmissione di potenza tra l’albero e il dado. La scanalatura a sfera è un metodo molto comune per collegare un albero di trasmissione alla trasmissione in potenti auto da corsa della sporcizia di ultimo modello.
A differenza dei comuni alberi scanalati, la scanalatura a sfera diventa effettivamente più forte quando viene flessa ad angoli fino a 45 gradi. Posizionando la scanalatura della sfera in un angolo, la superficie delle sfere tocca maggiormente il dado, in modo da mantenere un giunto più forte. In applicazioni come l’albero di trasmissione in un’auto da corsa sterrata, ciò è importante a causa della tendenza dell’albero di trasmissione ad essere azionato ad angoli mentre l’auto va alla deriva attraverso curve alte. Le moderne tecniche di configurazione delle sospensioni da corsa prevedono anche che la parte posteriore del veicolo si alzi in aria su un sistema di sospensione a quattro barre, creando un angolo tra la trasmissione e l’albero di trasmissione.
L’uso di alberi scanalati a sfera è comune anche nei supporti dei motori degli elicotteri. Il movimento lineare consentito dalla scanalatura della sfera effettua una transizione graduale della potenza consentendo un movimento lineare quasi privo di attrito alle alte velocità. A differenza di un albero scanalato comune, la scanalatura della sfera ha una maggiore resistenza grazie alla maggiore superficie di contatto delle sfere d’acciaio. Il contatto di rotolamento delle sfere d’acciaio impedisce anche il gioco che è comune in altri alberi scanalati. Ciò consente di ottenere una precisione e un’affidabilità superiori tra le due parti dell’albero scanalato.
La forza della scanalatura della sfera deriva dall’esatto adattamento tra le sfere d’acciaio e le scanalature lavorate. Con un albero scanalato tradizionale, la coppia viene applicata solo al bordo della scanalatura piatta. Le sfere in acciaio hanno la pressione dell’albero motore distribuita su un’ampia area della sfera, compresa la parte superiore, inferiore e due lati. Sotto carico, la potenza trasmessa attraverso le sfere è divisa tra tutte le sfere nella scanalatura, aumentando la quantità di potenza che la scanalatura può sopportare e fornendo un pacchetto più piccolo e più facile da girare rispetto a un albero scanalato standard.