1、“.....在本文中,选用的材料是弹性模量较小的纯铜紫铜,它的硬度与弹性模量均比较符合材料的设计要求。弹性体和压电陶瓷片的材料分别为紫铜和,它们的材料属性如下表。根据定子谐振频率简易计算公式,结合实际设计的定子结构,就可以计算出定子的近似谐振频率湘潭大学兴湘学院表超声波电机定子材料属性参数物理量紫铜压电陶瓷密度弹性模量泊松比将上面的参数,代入前面的定子的谐振频率计算公式计算其谐振频率为,满足超声波电机的频率要求。转子的设计及制作超声波电机是将定子的振动能通过摩擦传递给转子而使转子旋转的,因而转子担负着输出转矩,并通过它施加定转子间的预压力的功能。在厘米级行波超声波电机中,考虑到转子的低密度小惯量及摩擦系数等要求,本文选择紫铜作为转子的材料。在进行电机转子的设计时,主要需要考虑的是转子的柔性及定转子的静态径向弯曲配合,并由此确定转子的结构和尺寸。超声波电机转子的柔性要求由定转子接触模型可知,振动的定子与转子间的接触变形对于将齿端的周向振动通过摩擦力转换为转子的运动是非常必要的,并要求在波峰处有定的接触长度,如图所示。转子通过柔性变形能够减小摩擦接触中的滑动损耗......”。
2、“.....对于图二维定转子接触模型而言,由垂直振动引起的接触压力沿周向按正弦规律变化,定子表面的周向速度也按正弦变化,为了避免与波峰的低速或者反方向的速度区域接触,接触长度略小于半个波长,此时往往由摩擦层的变形来实现定转子的摩擦驱动。等人分析了刚性硬转子与软转子接触面对电动机性能的影响,指出了硬耐磨表面的转子可以通过其结构的变形获得转子的柔性,能够消除由于高聚物摩擦层振动损耗而损失的效率。其单纯的转子柔性可通过在接触区域采用柔韧的腔结构或者带结构来获得,如佳能公司的环形行波超声波电动机转子结构,也可以通过使用泡沫金属复合物材料的转子来获得。转子的柔性通常可由摩擦层的柔性和转子的结构合成,在垂直振动下可产生变形,从而实现良好的定转子接触。目前大多数的电动机都同时利用转子结构和摩擦层的柔性。需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩如图转子柔性与接粗面变形定转子径向弯曲配合由于超声波电机是基于摩擦驱动机理工作的,使用寿命是超声波电机实用化生产的大障碍,为了提高寿命,可以增加定转子的接触面积,减小预压力,从而降低摩擦层的损耗和增加其使用寿命......”。
3、“.....常需要在定转子间施加相当大的轴向预压力,此预压力的施加常通过轴向定转子变形产生,这会使定转子沿径向弯曲,由于径向弯曲的存在,使得定转子的实际接触面积大大减小,压力分布不均匀,定子转子的内径接触方向迅速磨损,如图所示为早期的超声波电机定转子的径向弯曲效应和定子径向磨损情况。大量的磨损是由于定转子接触面积减小,局部接触压力过大引起的。而且,接触压力使得摩擦材料内部循环应力增大,造成极大的损耗和发热。等使用对定转子接触情况进行了计算,结果表明存在径向弯曲效应的电动机的局部接触压力是接触区域无径向弯曲效应情况下的倍以上。如图早期超声波电机定转子接触及磨损情况湘潭大学兴湘学院由于定转子径向弯曲效应的存在,需要相应改变定转子结构设计,以配合径向弯曲效应,使定转子能够平行接触。定转子的径向弯曲配合能够增加接触宽度,使接触压力沿齿的整个径向距离均匀分布,极大地降低了局部接触压力,从而显著地减少材料磨损。另外,在保持周向接触比和压力不变的情况下,增加接触宽度,能够使加到转子上的周向预压力显著增加,因而使径向压力分布均匀......”。
4、“.....根据参考文献,考虑定转子径向弯曲配合的定转子结构设计如图所示。该转子结能使磨损均匀分布在整个接触区域,大大降低了摩擦层磨损,且由于压力降低,摩擦层的损耗随之减小另外,定转子接触表面的加工精度是关系到定子的振动能能否有效地转化为转子转动能的关键,其平面度和粗糙度对电机运行噪声能量转化效率运行平稳性等性能影响很大。所以,转子与定子接触的表面要进行研磨,保证表面的平面度和粗糙度。装配时,定转子必须保持面接触,使预压力在整个面上均匀分布。摩擦层的设计超声波电机的摩擦材料必须满足耐磨耐高温摩擦系数稳定性好等特点。较大的摩擦系数可以获得较大的输出转矩和较高的能量传递效率,但是如果结构设计或定转子材料选择等环节处理不当的话,则可能发生磨损率高,电机不稳定等特点。据参考文献摩擦层最佳的参数选择是弹性模量厚度为摩擦系数为。定转子设计的总结对于超声波电机定转子的校核,不像我们平时学习的电机,有确切的验算数学公式。目前为止,还没有推导出,比较成熟的公式对其进行校核,对于现阶段,我们般根据经验公式设计出超声波电机的样机结构,在利用仿真软件,对其进行仿真测试......”。
5、“.....因为本人在此次论文中,未涉及软件仿真,故未进行有效地验算,不过,行波型超声波电机是目前所有典型超声波电机中力矩最小的种。它的力矩比吊床上的小风扇的力矩还小,般连的力矩都不到,故根据经验而言,所设计的定转子的初步结构是基本符合要求的。图定转子的弯曲配合设计图需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩需要完整说明书图纸或要天骄代做请加叩叩第章样机整体结构设计底座压电陶瓷片定子压盖转子上轴套碟簧轴承开槽螺钉下轴套调整垫圈图超声波电机的的二维结构图应用本文有关设计参数和指标,设计的行波型超声波电机的实际样机结构如图所示。主要由压电陶瓷激振部分定子转子等构成。定子和转子之间需要有加压装置,主要通过蝶簧来施加,并保证定子与转子在接触面上,预压力能均匀分布。在前面讨论了行波型超声波电机的定子和转子的设计。下面需要对超声波电机输出轴进行设计分析。超声波电机输出轴的特点是低转速大力矩轴。在轴上分布有定子转子碟簧平面轴承,轴两端有滑动轴承。超声波电机的输出轴主要起到三个作用首先是要通过超声波电机的输出轴传递定子和转子之间的预压力通过输出轴传递运动和动力的作用通过轴起到装配定位的作用。因此......”。
6、“.....将,,,,代入上式则大齿轮转速大齿轮轴的受力分析已知低速级大齿轮的分度圆直径为则又因为六个小齿轮均布在大齿轮周围,径向力相互抵消,故理论值为零。初步确定轴的最小直径选取轴的材料为号钢调制处理。根据机械设计表取,则考虑到键槽的削弱影响,对于双键增大本设计因单键强度不够,不符合要求,故选用双键,则就近圆整为。输入轴的最小直径显然是联结联轴器处轴的直径,为了使所选轴的直径与连轴器的孔径相适应,故需要同时选联轴器的型号。联轴器的计算转矩查机械设计表,考虑到载荷均匀平稳,故取,则按计算转矩应小于联轴器工程转矩额定条件,查机械设计师手册标准,选用型弹性套住销联轴器。其公称转矩为,许用转速为,满足使用要求。轴的结构设计主轴的结构设计根据轴向定位要求确定轴各段直径和长度主轴轴径,所选轴承型号为,其尺寸为,取齿轮距箱体内壁距离为轴承端盖总宽度为轴承距箱体内壁距离为齿轮宽为,则轴段的长度为......”。
7、“.....大齿轮轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度现已知安装联轴器处轴的直径,即,安装齿轮处的轴段考虑到键槽的削弱影响,取。半联轴器与轴配合的毂孔长度,取。安装齿轮处轴径取,取齿轮距箱体内壁的距离取轴承距箱体内壁距离为。已知轴承宽度,大齿轮宽,与联轴器相配合的套筒长度根据联轴器的尺寸定位,则轴的长度为。根据轴承的安装尺寸,选取套筒厚度。初选滚动轴承因轴承除承受轴的重力外,几乎不受轴向力,故选用深沟球轴承。齿轮半联轴器与轴向定位均采用平键联接,查实用机械设计手册续表选取的键,公称长度为。为了保证齿轮与轴配合具有良好的对中性,选用齿轮轮毂与轴的配合为和切削加工的金属材料。本设计采用孕育铸铁,选择牌号为。制造此材料的工艺过程是在铁水中加入少量孕育剂硅和铝,使铸铁获得均匀的珠光体和细片状石墨的金相组织,从而得到均匀的强度和硬度。由于石墨微粒能够产生润滑作用,又可吸引和保持油膜,因此孕育铸铁的耐磨性比灰铸铁高。结构设计合理的立柱设计是应在最小重量的条件下,具有最大的静刚度。因考虑到方型截面的抗弯刚度好于圆形,故本设计采用方型截面同为厂方要求......”。
8、“.....根据需要,床身导轨兼作立柱,工作台可沿立柱上下移动作进给往复运动。但考虑到安装需要,导轨上半部分实质上为立柱,此段只起支承作用,不起导向作用截面形状本设计采用圆形截面,上下两端加工有螺纹,与上台板和底座固定。具体结构形状如下图立柱尺寸的确定导轨的尺寸过大,会使机床整体显得笨重尺寸过小,则导轨刚度不足,机床在工作时,切削载荷主要为切削转矩和强度所决定的承载能力,而齿面接触强度的承载能力,仅与齿轮直径有关,厂方要求的,完全可靠。几何尺寸计算计算分度圆直径计算中心距计算同的弹性模量。在本文中,选用的材料是弹性模量较小的纯铜紫铜,它的硬度与弹性模量均比较符合材料的设计要求。弹性体和压电陶瓷片的材料分别为紫铜和,它们的材料属性如下表。根据定子谐振频率简易计算公式,结合实际设计的定子结构,就可以计算出定子的近似谐振频率湘潭大学兴湘学院表超声波电机定子材料属性参数物理量紫铜压电陶瓷密度弹性模量泊松比将上面的参数,代入前面的定子的谐振频率计算公式计算其谐振频率为,满足超声波电机的频率要求......”。
9、“.....因而转子担负着输出转矩,并通过它施加定转子间的预压力的功能。在厘米级行波超声波电机中,考虑到转子的低密度小惯量及摩擦系数等要求,本文选择紫铜作为转子的材料。在进行电机转子的设计时,主要需要考虑的是转子的柔性及定转子的静态径向弯曲配合,并由此确定转子的结构和尺寸。超声波电机转子的柔性要求由定转子接触模型可知,振动的定子与转子间的接触变形对于将齿端的周向振动通过摩擦力转换为转子的运动是非常必要的,并要求在波峰处有定的接触长度,如图所示。转子通过柔性变形能够减小摩擦接触中的滑动损耗,从而优化电动机的性能。对于图二维定转子接触模型而言,由垂直振动引起的接触压力沿周向按正弦规律变化,定子表面的周向速度也按正弦变化,为了避免与波峰的低速或者反方向的速度区域接触,接触长度略小于半个波长,此时往往由摩擦层的变形来实现定转子的摩擦驱动。等人分析了刚性硬转子与软转子接触面对电动机性能的影响,指出了硬耐磨表面的转子可以通过其结构的变形获得转子的柔性,能够消除由于高聚物摩擦层振动损耗而损失的效率。其单纯的转子柔性可通过在接触区域采用柔韧的腔结构或者带结构来获得......”。
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