超聲波微驅(qū)動摩擦機理研究.pdf

1、超聲波微驅(qū)動是以逆壓電壓效應為基本原理的新型驅(qū)動技術(shù),以此為基礎(chǔ)發(fā)展起來的超聲波馬達,具有與傳統(tǒng)馬達不同的特點和優(yōu)點,具有較廣泛的應用前景.但是,超聲波馬達的理論研究至今還沒有對摩擦驅(qū)動建立精確的理論模型,超聲波馬達還面臨因磨損嚴重而壽命較短的問題,由超聲波微驅(qū)動相關(guān)理論發(fā)展需要和超聲波馬達實用技術(shù)發(fā)展要求,很有必要對超聲波微驅(qū)動摩擦磨損機理進行深入研究.為完成本課題研究任務,首先研制了超聲波微驅(qū)動摩擦試驗臺,基本原理是:利用棒板超聲波

2、振動體前端點彎縱復合振動來模擬行波超聲波馬達定子表面一點高頻橢圓振動,使其摩擦驅(qū)動附有摩擦材料的傳動輸出軸,實現(xiàn)超聲波微驅(qū)動摩擦磨損試驗.本文還實現(xiàn)了對高頻動態(tài)力信號數(shù)據(jù)采集,開發(fā)了高頻數(shù)據(jù)采集程序和試驗系統(tǒng)操作平臺軟件.本文對45＃鋼、銅、硬鋁和三種高分子摩擦材料進行了超聲波微驅(qū)動摩擦磨損試驗,觀察靜態(tài)預壓力、激振電壓幅值、彎縱激振電壓比值對超聲波微驅(qū)動摩擦磨損特性的影響.結(jié)果表明對于一般材料,提高靜態(tài)預壓力有利于提高超聲波微驅(qū)動的摩

3、擦性能,控制激振電壓幅值能較為理想地控制超聲波微驅(qū)動的摩擦特性,彎縱激振電壓比值為0.5,能夠得到較好的摩擦驅(qū)動特性.正向峰值比負向峰值略大是超聲波橢圓振動動態(tài)力波形的固有特性.預壓力較小,超聲波微驅(qū)動容易對材料造成較為嚴重的磨損.預壓力較大,而彎縱激振電壓比值為0.5,摩擦材料的磨損較輕.同樣條件下三種金屬磨損由重到輕的順序是:硬鋁、紫銅、45＃鋼.以摩擦學等理論知識解釋靜態(tài)預壓力對超聲波微驅(qū)動摩擦磨損特性的影響,利用逆壓電效應原理等