一種新型旋轉(zhuǎn)直線超聲電機的研究
發(fā)布時間:2017-04-29 16:11
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【摘要】:超聲電機是一類新型的驅(qū)動器。能夠同時實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和直線兩種運動形式的超聲電機,是近年來超聲電機研究領(lǐng)域的熱點之一。由于超聲電機具有形式多樣化、結(jié)構(gòu)簡單、操控容易等特點,較傳統(tǒng)電磁型電機更易于實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)直線的運動形式,所以這類超聲電機引起了各國學(xué)者的普遍關(guān)注,具有廣闊市場前景。本文參考了大量的國內(nèi)外相關(guān)文獻,依據(jù)傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)行波型超聲電機和面內(nèi)彎曲螺母型超聲電機的驅(qū)動原理,提出一種新型的旋轉(zhuǎn)直線超聲電機,采用振子柱面與動子以螺紋副形式相接觸,通過螺紋副摩擦驅(qū)動動子運動。雙面加齒的振子能夠保持較好的模態(tài),運動均勻,增大振幅,從而提高電機輸出力矩。從理論上分析了新型旋轉(zhuǎn)直線超聲電機的工作原理,對旋轉(zhuǎn)直線運動的實現(xiàn)進行了振子結(jié)構(gòu)設(shè)計。利用有限元分析軟件對振子進行了動態(tài)設(shè)計,模態(tài)分析得到了振子的工作模態(tài)及固有頻率,確定了振子結(jié)構(gòu)。同時,對影響振子模態(tài)及固有頻率的各個主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)進行了系統(tǒng)分析。設(shè)計制作了原理樣機。經(jīng)對原理樣機進行實驗測試測得,激勵電壓信號峰-峰值210V,諧振頻率為26852Hz,空載時電機的最高轉(zhuǎn)速94r/min,最大軸向驅(qū)動力為53g,最大轉(zhuǎn)矩可達(dá)到0.255N·m。
【關(guān)鍵詞】:超聲電機 旋轉(zhuǎn)直線運動 行波 螺紋驅(qū)動 雙面齒
【學(xué)位授予單位】:遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TM359.4
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-9
- 1 緒論9-18
- 1.1 超聲電機的特點及分類9-12
- 1.1.1 超聲電機的特點9-10
- 1.1.2 超聲電機的分類10-12
- 1.2 旋轉(zhuǎn)直線超聲電機的研究現(xiàn)狀12-16
- 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
- 1.3 旋轉(zhuǎn)直線超聲電機的發(fā)展前景16-17
- 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-18
- 2 旋轉(zhuǎn)直線超聲電機的運行機理18-30
- 2.1 壓電驅(qū)動理論基礎(chǔ)18-23
- 2.1.1 壓電效應(yīng)18
- 2.1.2 壓電方程18-21
- 2.1.3 行波合成原理21-23
- 2.2 一種面外彎曲雙驅(qū)動旋轉(zhuǎn)直線超聲電機的驅(qū)動原理23-25
- 2.3 螺紋傳動精度分析與計算25-29
- 2.4 小結(jié)29-30
- 3 電機振子的動態(tài)設(shè)計30-41
- 3.1 基于有限元軟件的模態(tài)分析法30
- 3.2 振子的理論分析30-33
- 3.3 振子的結(jié)構(gòu)設(shè)計33-34
- 3.4 振子的模態(tài)分析34-40
- 3.4.1 振子的有限元分析35
- 3.4.2 振子結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對模態(tài)的影響35-40
- 3.5 小結(jié)40-41
- 4 原理樣機的研制41-48
- 4.1 樣機的結(jié)構(gòu)設(shè)計41-42
- 4.2 振子的研制42-46
- 4.2.1 振子的加工制作42-43
- 4.2.2 振子工作模態(tài)的激勵43-46
- 4.3 動子的研制46-47
- 4.4 樣機的裝配47
- 4.5 小結(jié)47-48
- 5 樣機的實驗測試48-56
- 5.1 振子諧振頻率的測試48-51
- 5.1.1 實驗測試系統(tǒng)48-49
- 5.1.2 振子諧振頻率測試49-51
- 5.2 電機運行性能測試51-54
- 5.3 綜合分析54-55
- 5.4 小結(jié)55-56
- 6 結(jié)論56-57
- 參考文獻57-59
- 致謝59
【相似文獻】
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1 趙淳生;21世紀(jì)超聲電機技術(shù)展望[J];振動.測試與診斷;2000年01期
2 楊淇,楊明,闕沛文;大力矩超聲電機[J];應(yīng)用聲學(xué);2001年03期
3 趙淳生;超聲電機技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用和未來[J];電氣時代;2001年03期
4 陳志華,趙淳生;超聲電機控制中的若干關(guān)鍵問題[J];微特電機;2002年06期
5 趙淳生;面向21世紀(jì)的超聲電機技術(shù)[J];中國工程科學(xué);2002年02期
6 孫合明,趙淳生,朱曉東,高N
本文編號:335203
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