1、“.....日本公司将超声波电机应用于自动门风扇微动台控制台家电产品中，进步开辟并扩大其应用市场。世纪末和新世纪初，中国美国德国法国英国和其他些发达国家都开始了对超声电机的研究。最近几年来，除了日本之外，美国德国法国中国瑞士韩国土耳其和新加坡等都有超声波电机产品进入市场，在这些国家中，以美国发展得最快，应用的领域也最广经过十年的发展，美国许多单位都在进行超声波电机的研究，如麻省理工学院美国航空航天局喷射推进实验室.和等。美国些公司生产的超声波电机产品已经在航空航天半导体工业和等领域先后得到了应用。美国为了发展空间的反导弹反卫星及情报侦察系统，近几年将要发射个以上的纳米卫星质量。这种纳米卫星的核心技术之是微机械和微传感系统，包括微传感遥感器微陀螺和微驱动器。为此，美国正加速发展微型超声电机直径仅。.超声波电机的基本工作原理超声波电机般由高频输入电源定子压电陶瓷和弹性体和转子移动体和耐磨材料组成。在压电陶瓷上加频率为几十千赫的高频交流电源，利用逆压电效应即电致伸缩效应产生几十千赫的超声波振动。然后......”。

2、“.....或者直接用压电振子产生弯曲振动驱动移动体转动。如图.所示为超声波电机的工作基本原理示意图。弹性体定子压电陶瓷机械输出电信号输入高频电源移动体耐磨材料转子图.超声波电机的基本原理示意图由图可知，超声波电机是利用压电陶瓷逆压电效应原理。高频电源产生信号的频率和电机的固有频率致，形成共振，产生高频机械振动。这种振动借助定子和转子间的摩擦耦合来驱动电机运动。这就是超声波电机的基本工作原理。其能量转换可分为以下两个过程高频交流通过压电陶瓷的逆压电效应把电能转换为定子的机械能定转子之间通过摩擦耦合把定子的机械能转换为转子的机械能。.超声波电机的分类超声波电机利用压电陶瓷的压电效应及弹性体的机械振动，通过转子与定超声波,电机,机电,设计,毕业设计,全套,图纸目录第章绪论.超声波电机的定义与发展历史.超声波电机的基本工作原理.超声波电机的分类.超声波电机的特点和应用.超声波电机技术的展望第章超声波电机的运动机理.椭圆运动的分析......”。

3、“.....定子谐振频率的计算.压电陶瓷换能器的设计和制作压电陶瓷的设计压电陶瓷材料的选用压电陶瓷的接线方式.定子的设计及制作定子尺寸与行波超声波电机输出特性的关系定子的内外径尺寸的选择定子的振动模态的选择定子的齿形齿数设计定子的结构设计定子材料的选择.转子的设计及制作超声波电机转子的柔性要求定转子径向弯曲配合摩擦层的设计.定转子设计的总结第章超声波电机的驱动控制技术第章超声波电机整体结构设计第章全文总结参考文献致谢超声波电机的设计摘要超声波电机是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门新兴前沿课题。本文主要以超声波电机为研究对象......”。

4、“.....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过程。关键词超声波电机特点及其应用及对超声波电机技术的应用展望。.超声波电机的定义与发展历史超声波电机，简称是种新型的直接驱动型微电机，其原理完全不同于传统的电机，没有绕组与磁路，不以电磁作用传递能量，因而有很多不同于传统电机的特性。超声波电机种利用超声波振动能作为驱动源的新原理电机，是电机制造机械振动学摩擦学功能材料电子技术和自动控制等学科综合交叉发展的产物，是利用压电材料的逆压电效应,把电信号加到压电陶瓷金属构成的定子上,使定子表面的质点产生定轨迹的机械振动,驱动转子运动的新型电机。由于定子的振动频率多数处在超声频范围,所以被称为超声波电动机。超声波电机具有能量密度大响应快结构紧凑低转速大力矩不受电磁干扰断电自锁等优点......”。

5、“.....是世纪年代随着科学技术的发展才备受重视并得到应用的种新型直接驱动电机，其发展史却可追溯到世纪年代。世纪年代，人们就知道了超声波电机的这个驱动原理，然而由于当时压电陶瓷材料以及超声波电机理论技术的滞后，超声波电机只能是“空中楼阁”，没有得以实现。．定子弹性体外径与电机输出转速的关系在理想接触条件下，根据参考文献电机的输出转速为或经分析，在同波数前提下，外径与波长成正比关系，谐振频率与波长成二次反比关系，行波波峰值与波长成三次正比关系。综合考虑上述各项因素，可得在同波数条件下，超声波电机的输出转速与电机外径成次反比关系，即。如图.所示。由图中可知，电机的输出转速随着定子外径的增加而减少。．定子弹性体外径与电机输出功率输出转矩的关系设电机的输出转矩为，定子与转子间的摩擦力为，施加在定子与转子间的正压力为，滑动摩擦系数为，定子与转子间的接触半径为，定子上的波峰数波数为，则可以得到超声波电机输出转矩表达式为其中定转子之间的正压力。超声波电机的输出功率表达式为由于电机的转速与直径成次反比......”。

6、“.....由参考文献给出上式中为与材料特性电场特性有关的常数。用与上述相同的分析方法，可得出电机输出功率与直径成正比，输出转矩与二次直径成正比，即，。如图.所示。由图中可知，电机的输出功率随着定子外径的增加而增加。定子的内外径尺寸的选择由前面的讨论可以知道定子的直径和超声波电机的输出转速输出扭矩输出功率成定的比例关系，所以可以根据超声波电机的输出特性要求来选择定子的尺寸。但是我们在实际设计过程中，通常定子的内外径和压电陶瓷的内外径相致，因而可以根据压电陶瓷的内耗大小来确定定子的内径。当内外径比在.左右的时候，压电振子的自由振动能量损耗最小，因而设计内径为外径的.左右。考虑到实际中压电陶瓷的加工的限制，定子的直径般不大于，也不小于在实际生产中，正如传统的电机设计那样，往往希望定子的外形尺寸是规约过的，所以定子外径尺寸可选择或结尾的尺寸规格。本文综合考虑以上的因素选择和设计了定子的外径为，内径为......”。

7、“.....这决定了电机的振动模态必须为奇数二是定子的振动频率必须大于，使之工作在超声频段。因为振动模态用于模拟仿真，在这里不多做说明。只是般在选择上，在材料相同的情况下，大尺寸电机由于重量较大，其模态频率偏低，因此可以选用高阶模态，适当提高电机的谐振频率，如取，等值尺寸小的电机的模态频率偏高些，可以选用低阶模态适当降低谐振频率，如取，等值，本文初选定子的齿形齿数设计行波型超声波电机的输出转速关键取决于定子表面质点的椭圆运动，该椭圆运动不仅与激励电压压电陶瓷材料和结构有关，而且与定子弹性体的结构有关。所以，需要采取措施放大椭圆运动。这就证明了弯曲行波是可以形成质点的椭圆运动轨迹的。进步分析可知它沿椭圆轨迹的逆时针方向运动，椭圆的短轴和长轴之比为。定子表面质点的纵向速度为式中负号表示定子表面质点的运动方向与行波传播方向相反。当转子与定子在行波波峰处相接触，即，若转子与定子间无滑动，转子就获得定子表面质点波峰处的纵向速度。其转子速度为由此可见......”。

8、“.....转子的转动速度即为定子表面质点的纵向速度。通过对上述弯曲行波上质点的椭圆运动的分析，可以得到这样的结论弯曲行波使弹性体上的质点有个横向振动分量，即在行波中存在着横向振动波，且与行波的相角差为，才形成了质点的椭圆运动轨迹。但这个横向振动波的振幅较小，这对于椭圆运动的合成不利，会直接影响这种行波电机的输出特性，所以提高横向振动振幅是很关键的问题。在以后的分析中，将会提出解决这个问题的方法。.驻波的产生及行波的合成如图.所示，将极化方向相反的压电陶瓷依次粘贴于弹性体上，当在压电陶瓷片上加直流电压时，压电陶瓷片会产生交替伸缩变形，如图所示如果将直流电压反相时，压电陶瓷会产生相反的交替伸缩变形，如图所示如果在其上加交变电压，压电陶瓷会产生交变伸缩变形，结果可在弹性体内产生驻波，如图所示。旋转行波型超声波电机就是利用两组这样的压电陶瓷片在弹性体内产生两个驻波，这两驻波叠加形成弯曲行波。如果在区域压电陶瓷上加余弦交变电压，交变电场可使压电陶瓷按不同的极化方向产生交替的伸缩变形，结果在弹性体内形成驻波......”。

9、“.....是定子环等效梁的长度，为定子环上周的驻波数，是交变电压的角频率，是交变电压的初相角，为相激励电压与弹性体响应间的相位差，与定子阻尼有关，而则是交变电压的频率。类似的，在区域上加正弦电压，得到另驻波方程。若该驻波与余弦交变电压在弹性体内所产生的驻波在空间上相差四分之波长，则其驻波方程式中，表示相激励电压与弹性体响应间的相位差，其余符号意义与式相同。利用线性波的叠加原理，将两驻波合成为个沿定子圆环周向运动的行波，其方程为如果那么如上所述，在两交变电压作用下，形成了两个在时间上相差相角，空间上相差四分之波长的弯曲振动的驻波，进而合成了个沿定子圆环周向旋转的弯曲振动行波，行波使定子与转子相接触的表面质点沿椭圆轨迹运动，而定子与转子接触处的摩擦力就推动转子转动。同理，如欲使电机转子朝相反方向旋转，则应当在区域压电陶瓷上施加余弦电压，在区域上加正弦电压，电压形成的驻波方程为这样，两驻波合成的行波方程为表达式所表示方程为沿轴负方向运动的行波，这也就意味着此时电机将朝反方向旋转......”。