超聲波微驅(qū)動(dòng)摩擦機(jī)理研究.pdf

1、超聲波微驅(qū)動(dòng)是以逆壓電壓效應(yīng)為基本原理的新型驅(qū)動(dòng)技術(shù),以此為基礎(chǔ)發(fā)展起來的超聲波馬達(dá),具有與傳統(tǒng)馬達(dá)不同的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),具有較廣泛的應(yīng)用前景.但是,超聲波馬達(dá)的理論研究至今還沒有對(duì)摩擦驅(qū)動(dòng)建立精確的理論模型,超聲波馬達(dá)還面臨因磨損嚴(yán)重而壽命較短的問題,由超聲波微驅(qū)動(dòng)相關(guān)理論發(fā)展需要和超聲波馬達(dá)實(shí)用技術(shù)發(fā)展要求,很有必要對(duì)超聲波微驅(qū)動(dòng)摩擦磨損機(jī)理進(jìn)行深入研究.為完成本課題研究任務(wù),首先研制了超聲波微驅(qū)動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái),基本原理是:利用棒板超聲波

2、振動(dòng)體前端點(diǎn)彎縱復(fù)合振動(dòng)來模擬行波超聲波馬達(dá)定子表面一點(diǎn)高頻橢圓振動(dòng),使其摩擦驅(qū)動(dòng)附有摩擦材料的傳動(dòng)輸出軸,實(shí)現(xiàn)超聲波微驅(qū)動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn).本文還實(shí)現(xiàn)了對(duì)高頻動(dòng)態(tài)力信號(hào)數(shù)據(jù)采集,開發(fā)了高頻數(shù)據(jù)采集程序和試驗(yàn)系統(tǒng)操作平臺(tái)軟件.本文對(duì)45＃鋼、銅、硬鋁和三種高分子摩擦材料進(jìn)行了超聲波微驅(qū)動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn),觀察靜態(tài)預(yù)壓力、激振電壓幅值、彎縱激振電壓比值對(duì)超聲波微驅(qū)動(dòng)摩擦磨損特性的影響.結(jié)果表明對(duì)于一般材料,提高靜態(tài)預(yù)壓力有利于提高超聲波微驅(qū)動(dòng)的摩

3、擦性能,控制激振電壓幅值能較為理想地控制超聲波微驅(qū)動(dòng)的摩擦特性,彎縱激振電壓比值為0.5,能夠得到較好的摩擦驅(qū)動(dòng)特性.正向峰值比負(fù)向峰值略大是超聲波橢圓振動(dòng)動(dòng)態(tài)力波形的固有特性.預(yù)壓力較小,超聲波微驅(qū)動(dòng)容易對(duì)材料造成較為嚴(yán)重的磨損.預(yù)壓力較大,而彎縱激振電壓比值為0.5,摩擦材料的磨損較輕.同樣條件下三種金屬磨損由重到輕的順序是:硬鋁、紫銅、45＃鋼.以摩擦學(xué)等理論知識(shí)解釋靜態(tài)預(yù)壓力對(duì)超聲波微驅(qū)動(dòng)摩擦磨損特性的影響,利用逆壓電效應(yīng)原理等