行波型超声波电机毕业设计说明书.doc

行波型超声波电机毕业设计说明书

目录
第1章 绪论 3
1.1 超声波电机的定义与发展历史 3
1.2 超声波电机的基本工作原理 4
1.3 超声波电机的分类 5
1.4 超声波电机的特点和应用 6
1.5 超声波电机技术的展望 6
第2章 行波型超声波电机的运行机理 8
2.1 椭圆运动的分析 8
2.2 驻波的产生及行波的合成 10
第3章 行波型超声波电机的理论计算与设计 13
3.1 定子谐振频率的计算 13
3.2 压电陶瓷换能器的设计和制作 16
3.2.1 压电陶瓷的设计 16
3.2.2 压电陶瓷材料的选用 17
3.2.3 压电陶瓷的接线方式 17
3.3 定子的设计及制作 19
3.3.1 定子尺寸与行波超声波电机输出特性的关系 19
3.3.2 定子的内外径尺寸的选择 21
3.3.3 定子的振动模态的选择 21
3.3.4 定子的齿形齿数设计 21
3.3.5 定子的结构设计 22
3.3.7定子材料的选择 23
3.4 转子的设计及制作 24
3.4.1 超声波电机转子的柔性要求 24
3.4.2 定转子径向弯曲配合 25
3.4. 摩擦层的设计 26
3.5 定转子设计的总结 26
第4章 样机整体结构设计 27
第5章 全文总结 29
参考文献 30
致谢 31
附录 32
英文翻译译文 32

行波型超声波电机设计
摘要：超声波电机是一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一门新兴前沿课题。
本文主要以旋转行波型超声波电机为研究对象，设计制作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和制作过程。
关键词：超声波电机  压电陶瓷  行波  

 
Design of Traveling Wave Ultrasonic Motor
Abstract：Ultrasonic motor is a use of the inverse piezoelectric effect of piezoelectric ceramic work of new concepts, new principles of motors. Very different from the traditional electromagnetic motor, the driving torque is not generated by the electromagnetic induction, which uses the piezoelectric effect to generate ultrasonic vibration of stator, through the friction between the stator and rotor to drive the rotor. Since the working principle of ultrasonic motors special, it has a lot of traditional electromagnetic motors can not match the superior performance, such as compact structure, low speed high torque, fast response, free from magnetic influence, power locking, can directly drive the load and so on. It is because of ultrasonic motor has many advantages and potential applications, become the world's a new frontier subject.
      In this paper, a rotary traveling wave type ultrasonic motor for the study, designed the experimental prototype ultrasonic motor. The main content can be summarized as follows: The system sums up the history of the development of ultrasonic motor home and abroad and the importance of introducing the principle of ultrasonic motors, classification, characteristics and application prospects. In the theory of ultrasonic motors based on ultrasonic stator design from the start, ultrasonic motor described in detail the design and production process.
Key words:  Ultrasonic Motor   Piezoelectric ceramics  Traveling Wave