【正文】 湘 潭大學(xué)興湘學(xué)院 3 第 1 章 緒論 本章主要介紹超聲波電機的概念、分類、特點及其應(yīng)用，總結(jié)了其發(fā)展歷史和應(yīng)用展望。在對超聲波電機相關(guān)理論研究的基礎(chǔ)上，從超聲波電機定子設(shè)計著手，詳細(xì)介紹了超聲波電機的設(shè)計和制作過程。 本文主要以旋轉(zhuǎn)行波型超聲波電機為研究對象，設(shè)計制作超聲波電機的實驗樣機。由于超聲波電機特殊的工作原理，它具有很多傳統(tǒng)電磁電機無法比擬的優(yōu)越性能，如結(jié)構(gòu)緊湊、低速大轉(zhuǎn) 矩 、響應(yīng)速度快、不受磁場影響、斷電自鎖、 可直接驅(qū)動負(fù)載 等。含全套圖紙 值得下載 目錄 全套圖紙，加 695132052 第 1 章 緒論 ................................................................................................................................. 3 超聲波電機的定義與發(fā)展歷史 .......................................................................................... 3 超聲波電機的基本工作原理 ............................................................................................. 4 超聲波電機的分類 ........................................................................................................... 5 超聲波電機的特點和應(yīng)用 ................................................................................................. 6 超聲波電機技術(shù)的展望 .................................................................................................... 6 第 2 章 行波型超聲波電機的運行機理 ........................................................................................... 8 橢圓運動的分析 ............................................................................................................... 8 駐波的產(chǎn)生及行波的合成 ............................................................................................... 10 第 3 章 行波型超聲波電機的理論計算與設(shè)計 .............................................................................. 13 定子諧振頻率的計算 ...................................................................................................... 13 壓電陶瓷換能器的設(shè)計和制作 ........................................................................................ 16 壓電陶瓷的設(shè)計 ................................................................................................... 16 壓電陶瓷材料的選用 ............................................................................................ 17 壓電陶瓷的接線方式 ............................................................................................ 17 定子的設(shè)計及制作 ......................................................................................................... 19 定 子尺寸與行波 超聲波電機 輸出特性的關(guān)系 ......................................................... 19 定子的內(nèi)外徑尺寸的選擇 ..................................................................................... 21 定子的振動模態(tài)的選擇 ......................................................................................... 21 定子的齒形齒數(shù)設(shè)計 ............................................................................................ 21 定子的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................................... 22 定子材料的選擇 .................................................................................................... 23 轉(zhuǎn)子的設(shè)計及制作 ......................................................................................................... 24 超聲波電機轉(zhuǎn)子的柔性要求 .................................................................................. 24 定轉(zhuǎn)子徑向彎曲配合 ............................................................................................ 25 . 摩擦層的設(shè)計 ............................................................................................................... 26 定轉(zhuǎn)子設(shè)計的總結(jié) ......................................................................................................... 26 第 4 章 樣機整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................................................................................... 27 第 5 章 全文總結(jié) ........................................................................................................................ 29 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 30 湘 潭大學(xué)興湘學(xué)院 1 致謝 ........................................................................................................................................... 31 附錄 ........................................................................................................................................... 32 英文翻譯譯 文 ...................................................................................................................... 32 行波型超聲波電機設(shè)計 摘要 ： 超聲波電機是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)工作的新概念、新原理電機。與傳統(tǒng)電磁型電機截然不同，其驅(qū)動力矩并非由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，它利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)使定子產(chǎn)生超聲波振動，通過定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子。正是由于超聲波電機具有許多的優(yōu)點和廣闊的應(yīng)用前景，成 為當(dāng)前世界范圍內(nèi)的一門新興前沿課題。研究的主要內(nèi)容可概括如下：系統(tǒng)地總結(jié)國內(nèi)外超聲波電機的發(fā)展歷史和重要意義，介紹了超聲波電機的工作原理、分類、特點及其應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞 ： 超聲波電機 壓電陶瓷 行波 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 2 Design of Traveling Wave Ultrasonic Motor Abstract： Ultrasonic motor is a use of the inverse piezoelectric effect of piezoelectric ceramic work of new concepts, new principles of motors. Very different from the traditional electromagic motor, the driving torque is not generated by the electromagic induction, which uses the piezoelectric effect to generate ultrasonic vibration of stator, through the friction between the stator and rotor to drive the rotor. Since the working principle of ultrasonic motors special, it has a lot of traditional electromagic motors can not match the superior performance, such as pact structure, low speed high torque, fast response, free from magic influence, power locking, can directly drive the load and so on. It is because of ultrasonic motor has many advantages and potential applications, bee the world39。 超聲 波電機的定義與發(fā)展歷史 傳統(tǒng)電機的發(fā)明和發(fā)展已有 100 多年的歷史。由于它的工作原理和結(jié)構(gòu)的限制，難以滿足當(dāng)前對電機所提出的短、小、薄、低噪聲、無電磁干擾等要求。其中，二十世紀(jì)末期發(fā)展起來的超聲 波 電機算是最典型的一種。它將電能通過壓電陶瓷轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動能，然后又借助摩擦力將機械振動能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動或旋轉(zhuǎn)運動。 可以說，超聲 波 電機技術(shù)是處于當(dāng)今世界高 新技術(shù)之一。 50多年前，人們就知道了超聲波電機的這個驅(qū)動原理， 然而由于當(dāng)時材料與技術(shù)的局限，超聲波電機只能是“ 空中樓閣 ”， 沒有得以實現(xiàn)。據(jù)筆者收集的資料，將超聲波電機的發(fā)展歷史過程總結(jié)如下： 利用彈性振動獲得動力的嘗試是從鐘表開始的。 1973年，美國 IBM公司的 ，如圖 所示。 與此同時，前蘇聯(lián)的 研制出幾乎與 Barth相同的原理性超聲波電機 。 1978年，前蘇聯(lián)的 Vasiliev等成功地構(gòu)造了一種能夠驅(qū)動較大負(fù)載的超聲波電機，如圖 。結(jié)構(gòu)上不僅能夠降低了共振頻率，而且放大振幅。 使超聲波電動機真正走上實用的是日本的指田年生 ， 在 1980年成功制造了一種振動片型超聲波電動機。振子的前端面作縱向振動 ， 其上安裝楔形的振動片