（全套资料）超声波电机的设计（含图纸论文）

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超声波电机的设计摘要超声波,电机,机电,设计,毕业设计,全套,图纸目录第章绪论.超声波电机的定义与发展历史.超声波电机的基本工作原理.超声波电机的分类.超声波电机的特点和应用.超声波电机技术的展望第章超声波电机的运动机理.椭圆运动的分析.驻波的产生及行波的合成第章超声波电机的理论计算与设计.定子谐振频率的计算.压电陶瓷换能器的设计和制作压电陶瓷的设计压电陶瓷材料的选用压电陶瓷的接线方式.定子的设计及制作定子尺寸与行波超声波电机输出特性的关系定子的内外径尺寸的选择定子的振动模态的选择定子的齿形齿数设计定子的结构设计定子材料的选择.转子的设计及制作超声波电机转子的柔性要求定转子径向弯曲配合摩擦层的设计.定转子设计的总结第章超声波电机的驱动控制技术第章超声波电机整体结构设计第章全文总结参考文献致谢超声波电机的设计摘要超声波电机是种利用压电陶瓷的逆压电效应工作的新概念新原理电机。与传统电磁型电机截然不同，其驱动力矩并非由电磁感应产生，它利用压电陶瓷的压电效应使定子产生超声波振动，通过定子和转子间的摩擦力来驱动转子。由于超声波电机特殊的工作原理，它具有很多传统电磁电机无法比拟的优越性能，如结构紧凑低速大转矩响应速度快不受磁场影响断电自锁可直接驱动负载等。正是由于超声波电机具有许多的优点和广阔的应用前景，成为当前世界范围内的门新兴前沿课题。本文主要以超声波电机为研究对象，设计超声波电机的实验样机。研究的主要内容可概括如下系统地总结国内外超声波电机的发展历史和重要意义，介绍了超声波电机的工作原理分类特点及其应用前景。在对超声波电机相关理论研究的基础上，从超声波电机定子设计着手，详细介绍了超声波电机的设计过程。关键词超声波电机特点及其应用及对超声波电机技术的应用展望。.超声波电机的定义与发展历史超声波电机，简称是种新型的直接驱动型微电机，其原理完全不同于传统的电机，没有绕组与磁路，不以电磁作用传递能量，因而有很多不同于传统电机的特性。超声波电机种利用超声波振动能作为驱动源的新原理电机，是电机制造机械振动学摩擦学功能材料电子技术和自动控制等学科综合交叉发展的产物，是利用压电材料的逆压电效应,把电信号加到压电陶瓷金属构成的定子上,使定子表面的质点产生定轨迹的机械振动,驱动转子运动的新型电机。由于定子的振动频率多数处在超声频范围,所以被称为超声波电动机。超声波电机具有能量密度大响应快结构紧凑低转速大力矩不受电磁干扰断电自锁等优点。在微型机械机器人精密仪器家用电器航空航天汽车等方面有着广泛的应用前景。是世纪年代随着科学技术的发展才备受重视并得到应用的种新型直接驱动电机，其发展史却可追溯到世纪年代。世纪年代，人们就知道了超声波电机的这个驱动原理，然而由于当时压电陶瓷材料以及超声波电机理论技术的滞后，超声波电机只能是“空中楼阁”，没有得以实现。直到年代初，具有高转换效率的压电材料出现以后，再加上电力电子控制技术的发展，才逐步研制出各种各样的超声波电机。超声波电机的发展历史过程总结如下利用弹性振动获得动力的尝试是从钟表开始的。年，英国的钟表公司首次提出了用弹性体振动能量作为驱动力的理论，并研制成音叉驱动的手表，在国际上引起了轰动。年，公司的博士首先研制成功原理性超声波电机，如图.所示。该电机由个转子和两个驱动振子构成，两个振子由提供振动，其前部压置在转子上，保持摩擦接触。当振子激振时转子顺时针方向回转，当振子激振时，转子逆时针方向回转。与此同时，原苏联的等人也研制出几乎与具有相同原理的几种超声波电机，并给出了超声波电机结构简单成本低低速大转矩单位质量功率大运动精确能量转换效率高等些基本特性。年，前苏联的等成功地构造了种能够驱动较大负载的超声波电机，如图.所示。图.前苏联的构造的超声波电机这种电机使用两个金属块夹持压电元件结构的超声换能器，利用振动片的纵向振动及诱发的弯曲振动，通过摩擦来使转子转动。结构上不仅能够降低了共振频率，而且放大振幅。但由于在运转条件下，电机的磨损和发热严重，很难保持振动片的恒幅振动，故也未获得实际应用。使超声波电动机真正走上实用的是日本的指田年生，在年成功制造了种振动片型超声波电动机。所用振子是用螺栓压紧的郎之万振子，种能工作在超声领域的切割式振子。振子的前端面作纵向振动，其上安装楔形的振动片，振动片前端跟圆板状的转子接触，前端的运动轨迹是个变形了的椭圆。这种超声波电动机具有高速性，无负