柱體彎曲型超聲波電機設(shè)計及接觸模型的研究.pdf

1、超聲波電機具有結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動便捷、不受電磁干擾等特點。蘭杰文型柱體電機采用兩個正交彎曲振動耦合的工作模式，屬于行波型電機，由于其結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，成為了研究的熱點。彈性葉片式超聲波電機采用短柱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、力矩大、單相驅(qū)動、發(fā)展前景良好。論文圍繞短柱型超聲波電機和彈性葉片式超聲波電機進行了原理分析、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，實用性較強。有限元仿真結(jié)果表明周向不對稱對電機端部質(zhì)點的軸向位移一致性的影響不大。同時，利用有限元計算研究了電機的最佳激勵角。仿真和測量數(shù)據(jù)表明方底座電機定子的設(shè)計是可行的。
　　(2)針對加工出的電機周向不對稱導(dǎo)致兩相頻率不同的問題，提出了一種利用有限元法調(diào)整電機結(jié)構(gòu)，并確定周向和軸向切削位置及切削深度，進而有效提升電機工作性能的方法。
　　(3)采用有限

3、元和多普勒測振儀實測相結(jié)合的方法，研究柱體彎曲型超聲波電機的·。對不同預(yù)壓力下電機的機械特性進行仿真，得出了預(yù)壓力越大，負載能力越強，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)點始終與定子相接觸。仿真值與實驗測量值基本一致，驗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結(jié)構(gòu)。電機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