，这种结构的转子预压力主要通过转子的柔性变形而获得，不需要依靠弹簧来施加压力，所以弹簧的结构可以去除，达到简化转子结构的目的。同时还因为转子柔性变形使定子和转子间的接触面积增大，降低了局部接触压力，减小了定转子之间的磨损。提高了电机的性能。图旋转行波超声电机结构设计图超声电机结构图摩擦层设计超声电机靠定子和转子间的摩擦获得驱动力，摩擦材料在摩擦过程中产生的磨损是不可忽视的个问题。所以，为了延长超声电机的使用寿命，般在转子的表面涂覆层摩擦材料。摩擦材料的选择需要考虑多个方面，如硬度，摩擦系数，耐磨性以及噪音影响。摩擦材料的硬度选择是首先要考虑的方面。摩擦材料的硬度不能过高也不能过低，若摩擦材料硬度较低，则会产生较大的变形，使定转子之间形成完全接触，此时两个方向相反的推理同时施加在转子之上，方向相反且大小相同的两个力想去作用抵消，转子无法转动。若摩擦材料硬度太大，则形成相反的效果。定转子在行波波峰初接触面减少。降低转子带负载能力。同时，摩擦材料的硬度还关系着电机在运行过程中的噪音情况。实验表明，当摩擦材料的洛氏硬度大于时，将会大大增加噪音的产生。由此可见，摩擦材料的硬度选择是摩擦材料首要考虑的目标。摩擦系数同样是摩擦材料选择的个重要参考指标。定子和转子依靠相互间接触的摩擦力来获得驱动力。而摩擦力产生的大小则取决于摩擦材料的摩擦系数。摩擦系数大，则可以获得较大的驱动力。而温度，环境，适度，表面粗糙度等方面都会对材料的摩擦系数产生影响。所以为了保证电机的使用寿命，摩擦材料在考虑大摩擦系数的同时还需要考虑耐磨性。综上所述。摩擦材料的选择要求大致可分为以下几点高摩擦系数，使电机能获得较高的驱动力良好的耐磨性。电机的使用寿命取决于摩擦材料的耐磨性摩擦力能保持个恒定的值，使电机能有效的稳定运转低噪音，不能使用过高硬度的摩擦材料产生过大的噪音设计结果经过这节对超声电机各个零部件的设计，根据各个零部件的设计准侧。已经可以确无锡太湖学院学士学位论文定超声电机的各项尺寸参数。超声电机具体尺寸参数见表表超声电机各零部件尺寸名称单位结果定子内径定子外径振动模态定子厚度齿宽齿高齿数槽宽内支撑板厚度压电陶瓷厚度电机设计结果装配结构图超声电机装配图旋转行波超声电机结构设计超声电机定子三维图超声电机转子三维图无锡太湖学院学士学位论文超声电机轴零件图超声电机对于定子设计的核心要求是方便定位，同时保证定子的振动模式不受影响，因此定子的中心部位比较薄，只需保证定的机械强度即可，在此设为。如图所示，为超声电机的转子，这样的设计能保证转子的轴向力分布均匀，确保定子和转子之间的接触良好。此模型类似于如今的杆式超声电机。但是因为当时的技术水平已经材料方面的问题所制约，这个模型最终没能变成个真正的样机。旋转行波超声电机结构设计图超声电机的模型，四片压电陶瓷分为两组粘贴在截面为正方形的长条弹性体的两个侧面上，对其施加两相相位差为的交变电压激励，能够在长条弹性体中激励起两个方面和频率相同的弯曲震动，从而在弹性体端部质点做椭圆摇局限于水声和电声器件。世纪年代初，美苏科学家同时发现了陶瓷的铁电性，这对压电陶瓷的发展产生。重要的意义。年，美国学者和申请了第个超声电机的模型专利。如图为第个说，超声电机的发展可以分为三个阶段，即超声电机概念阶段具有实用前景的样机阶段和产业化生产及应用阶段。年，居里夫妇发现压电效应，但是受当时的科学水平所限，对于压电效应的应用仅仅处于个很狭小的领域，只最小。超声电机的发展历史超声电机的制作设计到许多领域的科学成果，包括机械，声学，摩擦，振动，等很多方面的学科及领域。超声电机的出现以及发展取决于很多方面的突破，如压电陶瓷材料的发现及改进。大致来是，不可否认的是超声电机具有它独有的优越性能。而随着科技的发展，超声电机的部分缺点也在慢慢的被克服。因此在本次的设计中，应该做到取长补短，尽可能的把超声电机的优点发挥到最大，同时把超声电机缺点影响降至使用寿命短成本高昂在高温环境下或者在长时间工作使超声电机自身温度上升目录摘要,目录绪论超声电机的定义超声电机的特点超声电机的发展历史超声电机的应用及发展前景本次课题的研究方向及安排旋转行波超声电机的工作原理引言旋转行波超声电机的机械结构超声电机的工作原理压电陶瓷的工作原理定子行波的产生定子表面质点运动分析本章小结定子模态分析计算导言固有频率的理论计算共振频率计算共振振幅的计算定子建模分析软件简介定子建模定子分析本章小结结构设计导言设计流程定子机构设计定子内外径设计模态阶数选择和振动模态设计定子厚度驱动齿设计内支撑板设计转子设计摩擦层设计设计结果电机设计结果装配结构本章小结结论与展望全文主要内容工作展望心得体会致谢参考文献旋转行波超声电机结构设计绪论超声电机的定义超声电机又叫做超声马达。超声电机利用压电材料的逆压电效应。实现电能对机械能的转化。相对于传统电机不同，超声电机是利用超声波频率范围内的机械震动作为驱动源的驱动器。超声电机的英文名为。简称为。超声电机的特点超声电机是种新型的电机，它与传统意义上的电机无论是在使用上还是原理上都有很大的不同。超声电机具有以下几个特点超声电机的能量转换方式不同于传统电机。传统的电机，如异步电机等是通过电场的相互作用酱电能转换成机械能，电机的定子和转子并不直接接触，定转子间是有间隙的。通过电源供电产生电能，经过定子和转子上的线圈产生磁场，磁场力作用于转子，产生机械能。可以看出传统电机的机械能主要靠电磁感应作用由电能转化而来。而超声电机不同于传统电机，超声电机的定子和转子是靠摩擦耦合将动力转换成转子或滑块运动，定子和转子是需要直接接触。因为超声电机不靠电磁感应原理来实现能量转换，所以超声电机不需要刺激和绕组。超声电机利用逆压电效应，在定子上粘贴上压电陶瓷元件，同时对压电陶瓷原件上施加交变电压，使定子产生高频机械振动，振动产生的定子和转子间的摩擦力使转子做定向的回转或直线运动。所以超声电机存在两种能量转换压电陶瓷利用逆压电效应实现电能对机械能的转换。定转子之间摩擦产生的机械能转换。超声电机具有转速低转矩大的特点。图和图分别为电磁电机和超声电机的转矩效率速度曲线图。由图可见，超声电机在小转矩，大转速的情况下效率高。而在低速大转矩的情况下效率则比较低下。图图超声电机具有体积较小，重量轻。超声电机依靠定子和转子的摩擦耦合获得机械能，不需要线圈和磁铁，因此相较于普通电机超声电机在相同转矩情况下拥有较小的体积和更轻的重量。无电磁干扰和电磁噪声，电磁兼容性好。因为超声电机没有磁极，所以不收外界无锡太湖学院学士学位论文电磁的影响，自身也没有电磁感