超聲換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機研究.pdf

1、為了滿足航空、航天及精密儀器等領域?qū)τ诘退俅筠D(zhuǎn)矩微特電機的需求，本文綜合超聲電機技術與諧波傳動技術，提出一種新型的超聲換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機，并對其進行結構設計與分析。
　　首先，進行壓電諧波電機的方案設計，在簡單介紹壓電諧波電機結構型式及布置方式的基礎上，提出壓電陶瓷疊堆式波發(fā)生器和超聲換能器式波發(fā)生器兩種驅(qū)動方式的壓電諧波電機方案，經(jīng)過綜合比較，確定采用超聲換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機的設計方案。
　　第二，進行壓

2、電諧波電機驅(qū)動源的超聲換能器設計與分析。在簡單介紹超聲換能器設計理論及變幅桿設計理論的基礎上，設計二級圓錐變幅桿超聲換能器，并對其進行模態(tài)分析、諧振分析及瞬態(tài)分析，獲得滿足需要的超聲換能器縱振諧振頻率及振型，通過諧振分析驗證了諧振頻率下超聲換能器的輸出位移最大，瞬態(tài)分析結果顯示，當輸入電壓500V、諧振頻率為共振諧振頻率的正弦交流電壓時，超聲換能器前端位移輸出為80um。
　　第三，進行位移放大機構的設計與分析。為進一步擴大超聲換

3、能器的輸出位移，設計二級杠桿雙圓弧刃口彈性位移放大機構放大該位移，分析其主要尺寸參數(shù)在給位移放大機構位移輸入端施加位移載荷時，其最大等效應力、最大應變及實際放大倍數(shù)隨各尺寸參數(shù)變化的變化規(guī)律，選取合適的尺寸參數(shù)對位移放大機構進行優(yōu)化設計，分析優(yōu)化前后柔輪的應力應變分布情況及考慮位移損失的實際放大倍數(shù)，以及位移放大機構的輸出位移，驗證該位移輸出是否滿足柔輪變形需求。
　　最后，進行換能器式波發(fā)生器壓電諧波電機整體結構設計。換能器式波