矩截條板雙彎振模態(tài)驅(qū)動的直線超聲電機(jī)研究.pdf

1、直線電機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)裝備、新武器、辦公自動化設(shè)備不可或缺重要組成部分。為了更好地滿足小體積應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?zhí)行電機(jī)提出的更薄、更小、更輕、精密結(jié)構(gòu)靈活等多方面需求,本文研制出一種基于矩截條形板定子雙彎曲模態(tài)驅(qū)動的直線超聲電機(jī),著力對該電機(jī)展開了研究,其主要貢獻(xiàn)如下:
　　1、總結(jié)了直線超聲電機(jī)的特點(diǎn),分析了其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,指出了本文的研究目的,說本課題的研究意義。
　　2、在對矩截條形板進(jìn)行合理假定的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了矩截條

2、板的面外彎曲振動方程;同時根據(jù)超聲電機(jī)基于壓電驅(qū)動的事實(shí),對本文電機(jī)振動激勵所用壓電陶瓷的力學(xué)本構(gòu)、振動模式等進(jìn)行了一定的研究和分析。
　　3、提出一種基于矩截條板定子的直線超聲電機(jī)新原理、新結(jié)構(gòu),并闡明了該電機(jī)的工作機(jī)理。本文的電機(jī)選定矩截條板的B06和B09為工作模態(tài)。該電機(jī)在定子條板正面與背面分別粘附壓電陶瓷并設(shè)置驅(qū)動齒。電機(jī)工作時,在壓電陶瓷上施加超聲頻域電功率諧波信號激發(fā)兩相模態(tài)振動,致使驅(qū)動齒上質(zhì)點(diǎn)做特定運(yùn)動,從而推動

3、動子作往復(fù)直線運(yùn)動。
　　4、研究了定子驅(qū)動齒的可行域,規(guī)劃出定子的壓電陶瓷極化供電方案,完成了定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);通過定子模態(tài)計(jì)算和諧響應(yīng)分析,求得定子的兩相工作模態(tài)的頻率分別為41.764 kHz和81.645kHz,而最大工作振幅分別為:2.0μm和1.8μm。
　　5、在對定子工作模態(tài)進(jìn)行分解的基礎(chǔ)上,對驅(qū)動齒進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析,同時,基于ANSY計(jì)算,仿真出定子在兩相模態(tài)激勵下的驅(qū)動齒運(yùn)動狀態(tài);研究了驅(qū)動齒的運(yùn)動對電機(jī)輸出