机的局部接触压力是接触区域无径向弯曲效应情况下的倍以上。如图早期超声波电机定转子接触及磨损情况湘潭大学兴湘学院由于定转子径向弯曲效应的存在，需要相应改变定转子结构设计，以配合径向弯曲效应，使定转子能够平行接触。定转子的径向弯曲配合能够增加接触宽度，使接触压力沿齿的整个径向距离均匀分布，极大地降低了局部接触压力，从而显著地减少材料磨损。另外，在保持周向接触比和压力不变的情况下，增加接触宽度，能够使加到转子上的周向预压力显著增加，因而使径向压力分布均匀，并在不增加局部压力和摩擦层磨损率的情况下提高行波超声波电动机的机械性能。根据参考文献,考虑定转子径向弯曲配合的定转子结构设计如图所示。该转子结能使磨损均匀分布在整个接触区域，大大降低了摩擦层磨损，且由于压力降低，摩擦层的损耗随之减小另外，定转子接触表面的加工精度是关系到定子的振动能能否有效地转化为转子转动能的关键，其平面度和粗糙度对电机运行噪声能量转化效率运行平稳性等性能影响很大。所以，转子与定子接触的表面要进行研磨，保证表面的平面度和粗糙度。装配时，定转子必须保持面接触，使预压力在整个面上均匀分布。摩擦层的设计超声波电机的摩擦材料必须满足耐磨耐高温摩擦系数稳定性好等特点。较大的摩擦系数可以获得较大的输出转矩和较高的能量传递效率，但是如果结构设计或定转子材料选择等环节处理不当的话，则可能发生磨损率高，电机不稳定等特点。据参考文献摩擦层最佳的参数选择是弹性模量厚度为摩擦系数为。定转子设计的总结对于超声波电机定转子的校核，不像我们平时学习的电机，有确切的验算数学公式。目前为止，还没有推导出，比较成熟的公式对其进行校核，对于现阶段，我们般根据经验公式设计出超声波电机的样机结构，在利用仿真软件，对其进行仿真测试，然后判定其是否合格。因为本人在此次论文中，未涉及软件仿真，故未进行有效地验算，不过，行波型超声波电机是目前所有典型超声波电机中力矩最小的种。它的力矩比吊床上的小风扇的力矩还小，般连的力矩都不到，故根据经验而言，所设计的定转子的初步结构是基本符合要求的。图定转子的弯曲配合设计图需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩第章样机整体结构设计底座压电陶瓷片定子压盖转子上轴套碟簧轴承开槽螺钉下轴套调整垫圈图超声波电机的的二维结构图应用本文有关设计参数和指标，设计的行波型超声波电机的实际样机结构如图所示。主要由压电陶瓷激振部分定子转子等构成。定子和转子之间需要有加压装置，主要通过蝶簧来施加，并保证定子与转子在接触面上，预压力能均匀分布。在前面讨论了行波型超声波电机的定子和转子的设计。下面需要对超声波电机输出轴进行设计分析。超声波电机输出轴的特点是低转速大力矩轴。在轴上分布有定子转子碟簧平面轴承，轴两端有滑动轴承。超声波电机的输出轴主要起到三个作用首先是要通过超声波电机的输出轴传递定子和转子之间的预压力通过输出轴传递运动和动力的作用通过轴起到装配定位的作用。因此，对轴的有较高的同的弹性模量。在本文中，选用的材料是弹性模量较小的纯铜紫铜，它的硬度与弹性模量均比较符合材料的设计要求。弹性体和压电陶瓷片的材料分别为紫铜和，它们的材料属性如下表。根据定子谐振频率简易计算公式，结合实际设计的定子结构，就可以计算出定子的近似谐振频率湘潭大学兴湘学院表超声波电机定子材料属性参数物理量紫铜压电陶瓷密度弹性模量泊松比将上面的参数，代入前面的定子的谐振频率计算公式计算其谐振频率为，满足超声波电机的频率要求。转子的设计及制作超声波电机是将定子的振动能通过摩擦传递给转子而使转子旋转的，因而转子担负着输出转矩，并通过它施加定转子间的预压力的功能。在厘米级行波超声波电机中，考虑到转子的低密度小惯量及摩擦系数等要求，本文选择紫铜作为转子的材料。在进行电机转子的设计时，主要需要考虑的是转子的柔性及定转子的静态径向弯曲配合，并由此确定转子的结构和尺寸。超声波电机转子的柔性要求由定转子接触模型可知，振动的定子与转子间的接触变形对于将齿端的周向振动通过摩擦力转换为转子的运动是非常必要的，并要求在波峰处有定的接触长度，如图所示。转子通过柔性变形能够减小摩擦接触中的滑动损耗，从而优化电动机的性能。对于图二维定转子接触模型而言，由垂直振动引起的接触压力沿周向按正弦规律变化，定子表面的周向速度也按正弦变化，为了避免与波峰的低速或者反方向的速度区域接触，接触长度略小于半个波长，此时往往由摩擦层的变形来实现定转子的摩擦驱动。等人分析了刚性硬转子与软转子接触面对电动机性能的影响，指出了硬耐磨表面的转子可以通过其结构的变形获得转子的柔性，能够消除由于高聚物摩擦层振动损耗而损失的效率。其单纯的转子柔性可通过在接触区域采用柔韧的腔结构或者带结构来获得，如佳能公司的环形行波超声波电动机转子结构，也可以通过使用泡沫金属复合物材料的转子来获得。转子的柔性通常可由摩擦层的柔性和转子的结构合成，在垂直振动下可产生变形，从而实现良好的定转子接触。目前大多数的电动机都同时利用转子结构和摩擦层的柔性。需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩如图转子柔性与接粗面变形定转子径向弯曲配合由于超声波电机是基于摩擦驱动机理工作的，使用寿命是超声波电机实用化生产的大障碍，为了提高寿命，可以增加定转子的接触面积，减小预压力，从而降低摩擦层的损耗和增加其使用寿命。为了能够使行波超声波电动机输出很大的力矩，常需要在定转子间施加相当大的轴向预压力，此预压力的施加常通过轴向定转子变形产生，这会使定转子沿径向弯曲，由于径向弯曲的存在，使得定转子的实际接触面积大大减小，压力分布不均匀，定子转子的内径接触方向迅速磨损，如图所示为早期的超声波电机定转子的径向弯曲效应和定子径向磨损情况。大量的磨损是由于定转子接触面积减小，局部接触压力过大引起的。而且，接触压力使得摩擦材料内部循环应力增大，造成极大的损耗和发热。等使用对定转子接触情况进行了计算，结果表明存在径向弯曲效应的电动轴度元器件及功能器件地址功能器件地址功能过程变量标准化值工频泵减泵滤波时间控制压力给定值工频变频转换逻辑控制计算值故障结束脉冲信号比例系数泵变频启动脉冲积分时间复位当前变频运行泵脉冲积分时间复位当前变频运动泵脉冲微分时间当前泵工频运动启动脉冲续表程序中使用的元器件及功能功能器件地址功能变频起运动频率下限值新泵变频启动脉冲生活供水变频器运动频率上限值泵工频变频转换逻辑控制消防供水变频器运动频率上限值致谢在本次设计中，我要真诚的感谢郭新年老师给予我的指导，在设计过程郭新年老师严格督促我的毕业源无噪声稳定可靠。确定模块安装入系统时的位置，并由安装位置确定模块的编号。扩展单元安装时在主机的右边依次排列，并从模块开始编号。模块安装完毕后，将模块自带的接线排插入主机上的扩展总线插口。为了在主机中进行输入模拟量转换后数字处理及为了输出需要在模拟量单元中转换为模拟量的数字量，要在主机中安排定的存储单元。般使用模拟量输入及模拟量输出单元安排由模拟量模块送来的数字量及待入模块转变为模拟量输出的数字量。而在主机的变量存储区区存放处理产生的的中间数据。工作程序编制的工作程序编制包括以下的内容设置初始化主程序。在该子程序中完成采样次数饿预置顶及采样和单元清零的工作，为开始工作做好准备。设置模块检测子程序。该子程序检查模块的连接的正确性以及模块工作的正确性。设置子程序完成采样以及相关的计算工作。工程所需的有关该模拟量的处理程序。处理后模拟量的输出工作。硬件系统的配置方式采用整体式和积木式，即主机包含定数量的输入输出点，同时还可以扩展模块和各种功能的模块。个完整的系统组成如图编程工具主机扩展模块功能模块人机界面通讯设备图系统组成基本单元基本单元有时又称模块，也有的称之为主机或本机。它包括存储器基本输入输出点和电源等，是的主要部分。实际上它就是个完整的控制系统，可以单独完成定的控制任务。扩展单元主机点数量不能满足控制系统的要求时，用户可以根据需要扩展各种模块，所能连接的扩展单元的数量和实际所能使用的点数时由多种因素共同决定的。特殊功能模块当需要完成些特殊功能的控制任务，需要扩展功能模块。它们是完成些特殊控制任务的些设置。相关设备相关设备是为了充分和方便地利用系统的硬件和软件资源而开发和使用的些设备，主要有编程设备人机操作界面和网络设备等。工业软件工业软件是为了更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序，它主图所示电控系统控制电路图。图中为手动自动转换开关，打在的位置为手动控制状态打在的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮控制三台泵的启停和电磁阀的通断自动运行时，系统在程序控制下运行。图中的为自动运行状态的电源指示灯。对变频器频率进行复位时只提供个干触点信号，由于为个输出点为组共用个端，而本系统又没有剩下单独的端输出组，所以通过个中间继电器的触点对变频器进行复位控制。图中的及为输出继电器触点，它们旁边的等数字为接线编号，可结合外围接线图起读图。图电控系统控制电路系统程序设计硬件机的局部接触压力是接触区域无径向弯曲效应情况下的倍以上。如图早期超声波电机定转子接触及磨损情况湘潭大学兴湘学院由于定转子径向弯曲效应的存在，需要相应改变定转子结构设计，以配合径向弯曲效应，使定转子能够平行接触。定转子的径向弯曲配合能够增加接触宽度，使接触压力沿齿的整个径向距离均匀分布，极大地降低了局部接触压力，从而显著地减少材料磨损。另外，在保持周向接触比和压力不变的情况下，增加接触宽度，能够使加到转子上的周向预压力显著增加，因而使径向压力分布均匀，并在不增加局部压力和摩擦层磨损率的情况下提高行波超声波电动机的机械性能。根据参考文献,考虑定转子径向弯曲配合的定转子结构设计如图所示。该转子结能使磨损均匀分布在整个接触区域，大大降低了摩擦层磨损，且由于压力降低，摩擦层的损耗随之减小另外，定转子接触表面的加工精度是关系到定子的振动能能否有效地转化为转子转动能的关键，其平面度和粗糙度对电机运行噪声能量转化效率运行平稳性等性能影响很大。所以，转子与定子接触的表面要进行研磨，保证表面的平面度和粗糙度。装配时，定转子必须保持面接触，使预压力在整个面上均匀分布。摩擦层的设计超声波电机的摩擦材料必须满足耐磨耐高温摩擦系数稳定性好等特点。较大的摩擦系数可以获得较大的输出转矩和较高的能量传递效率，但是如果结构设计或定转子材料选择等环节处理不当的话，则可能发生磨损率高，电机不稳定等特点。据参考文献摩擦层最佳的参数选择是弹性模量厚度为摩擦系数为。定转子设计的总结对于超声波电机定转子的校核，不像我们平时学习的电机，有确切的验算数学公式。目前为止，还没有推导出，比较成熟的公式对其进行校核，对于现阶段，我们般根据经验公式设计出超声波电机的样机结构，在利用仿真软件，对其进行仿真测试，然后判定其是否合格。因为本人在此次论文中，未涉及软件仿真，故未进行有效地验算，不过，行波型超声波电机是目前所有典型超声波电机中力矩最小的种。它的力矩比吊床上的小风扇的力矩还小，般连的力矩都不到，故根据经验而言，所设计的定转子的初步结构是基本符合要求的。图定转子的弯曲配合设计图需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩第章样机整体结构设计底座压电陶瓷片定子压盖转子上轴套碟簧轴承开槽螺钉下轴套调整垫圈图超声波电机的的二维结构图应用本文有关设计参数和指标，设计的行波型超声波电机的实际样机结构如图所示。主要由压电陶瓷激振部分定子转子等构成。定子和转子之间需要有加压装置，主要通过蝶簧来施加，并保证定子与转子在接触面上，预压力能均匀分布。在前面讨论了行波型超声波电机的定子和转子的设计。下面需要对超声波电机输出轴进行设计分析。超声波电机输出轴的特点是低转速大力矩轴。在轴上分布有定子转子碟簧平面轴承，轴两端有滑动轴承。超声波电机的输出轴主要起到三个作用首先是要通过超声波电机的输出轴传递定子和转子之间的预压力通过输出轴传递运动和动力的作用通过轴起到装配定位的作用。因此，对轴的有较高的