超聲換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機(jī)研究.pdf

1、為了滿足航空、航天及精密儀器等領(lǐng)域?qū)τ诘退俅筠D(zhuǎn)矩微特電機(jī)的需求，本文綜合超聲電機(jī)技術(shù)與諧波傳動(dòng)技術(shù)，提出一種新型的超聲換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。
　　首先，進(jìn)行壓電諧波電機(jī)的方案設(shè)計(jì)，在簡單介紹壓電諧波電機(jī)結(jié)構(gòu)型式及布置方式的基礎(chǔ)上，提出壓電陶瓷疊堆式波發(fā)生器和超聲換能器式波發(fā)生器兩種驅(qū)動(dòng)方式的壓電諧波電機(jī)方案，經(jīng)過綜合比較，確定采用超聲換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機(jī)的設(shè)計(jì)方案。
　　第二，進(jìn)行壓

2、電諧波電機(jī)驅(qū)動(dòng)源的超聲換能器設(shè)計(jì)與分析。在簡單介紹超聲換能器設(shè)計(jì)理論及變幅桿設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)二級(jí)圓錐變幅桿超聲換能器，并對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析、諧振分析及瞬態(tài)分析，獲得滿足需要的超聲換能器縱振諧振頻率及振型，通過諧振分析驗(yàn)證了諧振頻率下超聲換能器的輸出位移最大，瞬態(tài)分析結(jié)果顯示，當(dāng)輸入電壓500V、諧振頻率為共振諧振頻率的正弦交流電壓時(shí)，超聲換能器前端位移輸出為80um。
　　第三，進(jìn)行位移放大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析。為進(jìn)一步擴(kuò)大超聲換

3、能器的輸出位移，設(shè)計(jì)二級(jí)杠桿雙圓弧刃口彈性位移放大機(jī)構(gòu)放大該位移，分析其主要尺寸參數(shù)在給位移放大機(jī)構(gòu)位移輸入端施加位移載荷時(shí)，其最大等效應(yīng)力、最大應(yīng)變及實(shí)際放大倍數(shù)隨各尺寸參數(shù)變化的變化規(guī)律，選取合適的尺寸參數(shù)對(duì)位移放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析優(yōu)化前后柔輪的應(yīng)力應(yīng)變分布情況及考慮位移損失的實(shí)際放大倍數(shù)，以及位移放大機(jī)構(gòu)的輸出位移，驗(yàn)證該位移輸出是否滿足柔輪變形需求。
　　最后，進(jìn)行換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。換能器式波