（定稿）新材料工业园区建设项目投资申请报告8（喜欢就下吧）

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，对轴的有较高轴度础棉纱屑等还有从外部进入的杂质，如经加油口防尘圈等处进入的灰尘工作过程中产生的杂质，如密封沥青质碳渣等。

上述杂质混入液压油后，随着液压油的循环作用，将到处起破坏作用，严重妨碍液压系统的正常工作。

如使液压元件中相对运动部件之间的很小间隙以及节流小孔和缝隙卡死或堵塞破坏相对运动部件之间的油膜，划伤间隙表面，增大内部泄露，降低效率，增加发热加剧油液的化学作用，使油液变质。

根据生产实际统计，液压系统的故障中有以上是由于液压油中混入杂质造成的。

因此，维护油液的清洁，防止油液的污染，对液压系统十分重要。

滤油器的要求般滤油器主要由滤芯和壳体组成，由滤芯上的无数细小间隙或小孔构成油液的通流面积。

因此，当混入油液中的杂质的尺寸大于这些微小间隙或小孔时，被阻隔从油液中滤清出来。

由于不同的液压系统有着不同的要求，而要完全滤清混入油液中的杂质是不可能的，有时也是不必苛求的。

因此，对滤油器的要求，应根据具体情况来定，其基本要求包括能满足液压系统对过滤精度的要求滤油器的过滤精度，是指油液通过滤油器是时，滤芯能够滤除的最小的杂质的颗粒度的大小，以直径的公称尺寸表示。

颗粒度越小，滤油器的过滤精度越高。

般将滤油器分成四类粗的普通的精的特精的。

不同的液压系统，对滤清器的过滤精度要求如下表表滤清器的过滤精度要求系统类别润滑系统传动系统随动系统特殊要求系统压力颗粒度能满足液压系统对过滤能力的要求滤油器的过滤能力，是指在定压差下，允许通过滤油器的最大流量。

般用滤油器的有效过滤面积滤芯上能通过的油液的总面积来表示。

对滤油器过滤能力的要求，应结合滤油器在系统中的安装位置来考虑。

如安装在液压泵供的自动加工处理，把所设定的参数指令代码输入数控系统中。

在这次设计中我也还有许多缺点，还要进步的进行改正。

在这次设计中我学到了我平时在课堂学不到的东西，这接合我们的理论知识和我们的实际操作能力，当然这切都和我的指导老师有着密切的关系，如果没有他们的教导我也不可能有这样多的收获，油管路用线隙式滤油器两种。

图线隙式滤油器图示为压油管路用线隙式滤油器，有外壳当用于吸油管路时不用外壳，滤芯部分直接进入油液中。

压油管路用线隙式滤油器的过滤精度分和两类，压力损失小于吸油管路用滤油器的过滤精度分和两类，压力损失小于。

线隙式滤油器结构简单，通油能力大，过滤精度比网示的杂质，这种滤油器的过滤精度高，可承受的压差，可以清洗，但因为滤芯价格昂贵，般液压系统并不采用，只推荐在高压伺服系统中应用。

合成树脂滤油器，滤芯由种无机纤维经液态树脂浸滞处理制成。

由于微孔很小牢度很大，因此过滤精度高，且滤油器高，缺点是不易清洗，般用于低压回路或辅助回路。

滤油器在液压系统中的安装位置和维护安装位置滤油器的连接形式有板式管式和法兰式三种，可以安装在液压泵的吸油管路上压油管路上回油路上辅助泵的输油路上支流管路上或单独过滤。

本课题中滤油器安装在液压泵的吸油管路上，如图，将粗滤油器装在液压泵的吸油管路上，主要目的是保护液压泵免遭较大颗粒杂质的直接伤也不能顺的同的弹性模量。

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