两弯曲振子旋转型驻波超声电机.doc

两弯曲振子旋转型驻波超声电机摘要本论文简要回顾了超声电机的发展及研究现状、工作原理和结构形式，并简单列举了现有的超声电机的种类。文中所叙述的新型驻波直线超声电机，采用双振子分别工作，它利用单相信号激发出振子的一阶弯曲振动模态，完全不同于一般直线型超声电机利用纵弯或弯弯复合模态。论文详细介绍了该电机的双振子结构为“T”型振子，双振子工作原理。应用ANSYS有限元分析软件对“T”型振子进行了模态分析，最终确定了振子的工作模态为1阶弯曲模态。同时，又针对两弯曲振子驻波旋转超声电机的结构进行了系统的设计，特别的在方案设计中介绍很多振子和电机结构的方案，从中确定选出较好的方案进行设计，最后应用Pro/E软件进行了实体的造型。此种电机整体尺寸较小，长、宽、高分别为44mm、34mm、46mm。关键词：超声电机；驻波；弯曲振动模态；双振子AbstractItisbrieflyreviewedofthedevelopmentandtheresearchpresentsituationandtheprincipleofworkandthestructuralstyleoftheultrasonicmotor,andtheultrasonicmotortypeisexhibited.Thenewstandingwavelinearultrasonicmotorisproposedinthispaper.ItusestheBi-vibratorstoworkseparatelyandB1vibrationmodeofsliderisactuatedbythesingle-phasesignalstimulation.Itiscompletelydifferentfromthegenerallinearultrasonicmotorwhichuseslongitudinal-bendingorbending-bendinghybridmode.ItisintroducedindetailtheultrasonicmotorBi-vibratorsstructureis"T"type,Bi-vibratorsprincipleofworkandANSYSfiniteelementanalysis.Finally,ensureB1vibrationmode.AnditisdesignedofastandingwaverotaryultrasonicmotorwithBi-vibratorsbyusingflexuralmodeexcitationstructure,manyvibratorsandtheultrasonicmotorstructureplanareintroducedspecially,andthebetterplanisselectedtocarryonthedesign,finallytheentitymodelingisfoundedusingPro/Esoftware.Thetypeofmotorwholesizeissmaller,andthelength,thewidthandtheheightis44mm,34mm,46mmrespectively.Keywords：ultrasonicmotor;standingwave;bendingvibrationmode;Bi-vibrators目录第1章绪论11.1超声电机的概述11.1.1超声电机的发展及应用11.1.2超声电机的原理31.1.3超声电机的种类41.2ANSYS软件在超声电机中的应用61.3超声电机的内容及应用7第2章驻波旋转超声电机方案设计92.1驻波旋转超声电机工作原理92.1.1工作原理92.1.2陶瓷片的性能要求及振动模式92.2旋转超声电机的方案设计102.2.1方案设计的可行性分析102.2.2具体方案的确定122.3.弯曲振子的方案设计132.3.1方案设计的可行性分析132.3.2具体方案的确定15第3章弯曲振子的ANSYS有限元模态分析173.1振子的实体模型173.2影响振子模态的参数及振子振型的确定23第4章旋转超声电机的总体结构设计284.1超声电机具体结构分析及设计284.2UG造型、装配及分析30第5章结论36参考文献37致谢39绪论超声电机的概述超声电机的发展及应用比较美国、日本及欧洲的超声电机的应用领域的差别，从某种角度也体现了一个国家发展的侧重点。美国的超声换能器主要应用于军事和航天领域。典型应用之一是JetPropulsionLaboratory在空间捆绑结构上采用的堆叠PMN换能器，安装在每个框架的波节位置用作快速减振。著名的“Hubble”望远镜也采用类似的多层PMN压电换能器，控制光信号处理过程中相位波动，有效调节应变滞