很多人发现了特斯拉在执行器(Actuator)的设计中用了几种不同类型的轴承。由于轴承是组成减速机或者电机的一部分,且成本通常只占到总成本的比例不高,相比于谐波,电机,丝杠等零件,轴承通常会被忽视。
这次特斯拉在Actuator中使用了角接触轴承,交叉滚子轴承,四点接触轴承以及深沟球轴承,这里面除了深沟球轴承以外,其他几款价格都不算太便宜,这里尝试分析一下使用这些轴承的地方以及原因。
一个是固定部分和高速电机轴之间的角接触轴承,角接触轴承一方面可以承受较高的转速,同时也可以承受一定的轴向力。虽然谐波运动过程中会产生一定的轴向力,但是通常不太会用到角接触轴承。而这里使用接触轴承,推测是因为离合器的原因。角接触轴承通常成对使用,不同的接触角可以提供不同的轴向力,所以这里应该是2个轴承为一组。
另外一个轴承是交叉滚子轴承,位于外壳固定部分和低速输出轴部分。交叉滚子轴承从图片就可以看出,由交叉的滚子同时承受较大的径向力和轴向力,这里交叉滚子轴承经过超精处理后,承受除了减速机扭矩外的全部力和扭矩,因此刚性极强。交叉滚子轴承不需要额外的轴承,数量1个
线性关节部分:
线性关节按速度也是三个部分,电机固定部分,电机转动部分+丝杠螺母部分,丝杠部分
其中电机固定部分和电机转动部分+丝杠螺母部分之间采用了一个四点接触轴承以及一个普通的球轴承,电机转动部分和丝杠螺母部分保持固定,这里用四点接触轴承的目的是需要承受双向的较大的轴向力和径向力,同时转速也比较高。
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