柱體彎曲型超聲波電機(jī)設(shè)計(jì)及接觸模型的研究.pdf

1、超聲波電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動(dòng)便捷、不受電磁干擾等特點(diǎn)。蘭杰文型柱體電機(jī)采用兩個(gè)正交彎曲振動(dòng)耦合的工作模式，屬于行波型電機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，成為了研究的熱點(diǎn)。彈性葉片式超聲波電機(jī)采用短柱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、力矩大、單相驅(qū)動(dòng)、發(fā)展前景良好。論文圍繞短柱型超聲波電機(jī)和彈性葉片式超聲波電機(jī)進(jìn)行了原理分析、有限元仿真、性能測試及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等研究工作，主要結(jié)果有:
　　(1)提出了一種短柱自由-固支模式的柱體彎曲型超聲波電機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)支

2、撐部位位于定子方形底座的四角，支撐方式簡單，易于生產(chǎn)，長度直徑比小，實(shí)用性較強(qiáng)。有限元仿真結(jié)果表明周向不對稱對電機(jī)端部質(zhì)點(diǎn)的軸向位移一致性的影響不大。同時(shí)，利用有限元計(jì)算研究了電機(jī)的最佳激勵(lì)角。仿真和測量數(shù)據(jù)表明方底座電機(jī)定子的設(shè)計(jì)是可行的。
　　(2)針對加工出的電機(jī)周向不對稱導(dǎo)致兩相頻率不同的問題，提出了一種利用有限元法調(diào)整電機(jī)結(jié)構(gòu)，并確定周向和軸向切削位置及切削深度，進(jìn)而有效提升電機(jī)工作性能的方法。
　　(3)采用有限

3、元和多普勒測振儀實(shí)測相結(jié)合的方法，研究柱體彎曲型超聲波電機(jī)的·。對不同預(yù)壓力下電機(jī)的機(jī)械特性進(jìn)行仿真，得出了預(yù)壓力越大，負(fù)載能力越強(qiáng)，但空載轉(zhuǎn)速越小的結(jié)論。由于定子表面的摩擦材料的作用，轉(zhuǎn)子下表面的質(zhì)點(diǎn)始終與定子相接觸。仿真值與實(shí)驗(yàn)測量值基本一致，驗(yàn)證了接觸模型的正確性。
　　(4)研究了一種新型彈簧葉片式駐波超聲波電機(jī)結(jié)構(gòu)。電機(jī)定子采用對壓電陶瓷沿徑向施加預(yù)壓力的夾心式結(jié)構(gòu)，壓電陶瓷體積較大，不分區(qū)，沿軸向極化，施加單相交流電源