摘要超声波电动机(USM)是一种运用与传统电机完全不同的设计理念的驱动设备，并且在近年来发展迅猛。因其体积小、转矩大等优点在多个领域得到应用。本文首先简单地介绍了超声波电机工作原理、研究背景和选题意义。接着，论述了压电陶瓷的压电效应、压电方程和振动模式，并且利用ANSYS软件建立中空环形行波型超声波电机定转子接触模型，对电机进行有限元接触分析。最后，在一定的预压力下，在定子中性面上施加行波运动，并在转子内侧上施加相应的负荷转矩，根据仿真结果得到电机的机械特性。83918

毕业论文关键词  中空超声波电机(USM) 接触分析 机械特性 有限元模型

毕业设计说明书外文摘要

Title   Analysis of Mechanical Characteristic of Ring-Type Ultrasonic Motor                                 

Abstract  Ultrasonic motor (USM) is a kind of driving equipment which is used in different design concepts with the traditional motor, and has developed rapidly in recent years。 Because of its small size and large torque, it has been applied in many fields。 This paper briefly introduces the working principle of ultrasonic motor, the research background and the significance of the topic。 Then, this paper discusses the piezoelectric effect of piezoelectric ceramic, piezoelectric equation and vibration model,and using the ANSYS software to establish the hollow ring type traveling wave ultrasonic motor stator and rotor contact model, the motor were contact finite element analysis。 Finally, the traveling wave motion is applied to the stator neutral surface under certain pre-pressure, and the corresponding load torque is applied to the rotor inner side。 According to the simulation results, the mechanical characteristics of the motor are obtained。

Keywords  ultrasonic motor   contact analysis  mechanical characteristic finite element model

目   次

1  绪论 1

1。1  超声波电机 1

1。2  研究背景 4

1。3  超声波电机的应用 5

1。4  选题的现实意义及研究内容 7

2  中空超声波电机 8

2。1  压电陶瓷 8

2。2  压电方程 10

2。3  环形超声波电机的结构 12

2。4  超声波电机运动机理 13

2。5  定子中产生行波的条件 14

2。6  定子与转子间接触 15

2。7  定子表面质点的运动轨迹分析 15

3  超声波电机有限元分析 18

3。1  有限元分析的方法和特点 18

3。2  ANSYS软件分析过程 18

3。3  接触分析简介 19

3。4  建模时实际问题 20

3。5  有限元分析总结 20

4  超声波电机的接触分析 21

4。1  环形超声波电机的定子结构的有限元模型 21

4。2  接触模型参数的确立