本文選題：壓電驅(qū)動(dòng)　切入點(diǎn)：活齒傳動(dòng)　出處：《工程科學(xué)與技術(shù)》2017年05期

【摘要】：隨著科技的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)已無法滿足工程實(shí)際需求,機(jī)電集成壓電活齒傳動(dòng)是一種集壓電驅(qū)動(dòng)、活齒傳動(dòng)和諧波傳動(dòng)于一體的新型復(fù)合傳動(dòng),該傳動(dòng)具有大傳動(dòng)比、低速、大轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、微型機(jī)器人、精密定位等高端技術(shù)領(lǐng)域具有及其重要的應(yīng)用前景。在分析壓電活齒傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上,由壓電材料的非線性輸出特性和活齒傳動(dòng)靜力學(xué)關(guān)系,推導(dǎo)出壓電活齒傳動(dòng)系統(tǒng)各構(gòu)件的受力方程。根據(jù)力和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系,得出傳動(dòng)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩方程。運(yùn)用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法,分別確定輸出轉(zhuǎn)矩優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)約束,并建立壓電活齒傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。通過數(shù)值算法給出傳動(dòng)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩隨激勵(lì)電壓和活齒架轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律,利用Matlab軟件求解輸出轉(zhuǎn)矩優(yōu)化結(jié)果,并對(duì)比優(yōu)化前后參數(shù)的變化及轉(zhuǎn)矩隨參數(shù)的變化的規(guī)律。結(jié)果表明:傳動(dòng)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩隨激勵(lì)電壓成正比例變化,隨活齒架轉(zhuǎn)角以π/435為周期發(fā)生周期性變化;優(yōu)化后傳動(dòng)系統(tǒng)的最大輸出轉(zhuǎn)矩為0.91 Nm,比初始設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩提高了111.63%;設(shè)計(jì)變量中波發(fā)生器偏移量在優(yōu)化前后的改變量最大。可見,輸出轉(zhuǎn)矩優(yōu)化使得壓電活齒傳動(dòng)系統(tǒng)的承載能力得以提升。研究結(jié)果為壓電活齒傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和性能提升奠定理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology, the traditional mechanical transmission has been unable to meet the demand of practical engineering, electromechanical integrated piezoelectric movable tooth drive is a piezoelectric driving, movable tooth drive and harmonic drive in one of the new composite transmission, the transmission ratio is low, large transmission torque, high efficiency, miniature in aerospace, the robot has important application prospect, and the field of precision positioning technology and other high-end. Based on analyzing the working principle of piezoelectric active gear transmission system, the nonlinear output characteristics of piezoelectric materials and the oscillating tooth drive static force equation of each component, the movable teeth transmission system of piezoelectric is obtained. According to the relationship between force and torque the transmission system, output torque equation. By applying the optimal design theory and method, respectively, to determine the design variables output torque optimization system, the objective function and the design constraints, and the establishment of a piezoelectric tooth transmission system The optimization mathematical model of output torque of the system. Through the numerical algorithm, transmission system with the excitation voltage and output torque angle of movable tooth frame changes, using Matlab software to solve the optimization results of output torque, and the torque change with the variation of the parameters and parameters of comparison before and after optimization. The results show that the transmission system of the output torque is proportional to changes with the excitation voltage, with movable teeth frame angle to PI /435 cycle is changed periodically; the maximum output torque of the optimized transmission system for 0.91 Nm, 111.63% higher than the initial torque design; design variable wave generator offset in the amount of change before and after optimization. The maximum output torque is visible, optimization makes the bearing capacity of movable tooth drive the piezoelectric system can be improved. The research results lay the theoretical foundation for the improvement and the performance of piezoelectric movable teeth transmission system structure improvement.

【作者單位】： 江蘇科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;江蘇省船海機(jī)械裝備先進(jìn)制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51605423) 江蘇科技大學(xué)科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目(1022931704)
【分類號(hào)】：TH132.41

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本文編號(hào)：1678647