基于ANSYS柱体摇头型超声波电机分析

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摘要超声波电机是以压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动为驱动力，通过定转子间摩擦力耦合来驱动转子运动的一类非电磁电机。柱体摇头型超声波电动机以其体积小、结构简单、不用粘接等独特优点在小型化精密控制领域占有一席之地，是具有广阔市场前景的超声波电机之一。67655

本文首先回顾了超声波电机的发展历史和小型柱体超声波电动机在国内外的研究现状，确定了本文的研究内容。而后介绍了压电陶瓷的特性以及柱体超声波电机的工作原理。在建立定子有限元模型的基础上，对定子结构进行模态分析，从中提取适合的工作模态。

毕业论文关键词柱体超声波电机有限元模态分析

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Analysis of Swing Type Ultrasonic Motor Based on ANSYS

Abstract

Ultrasonic motor is driven by ultrasonic vibration motivated from the inverse photoelectric effect of piezoelectric ceramics, which is non-electromagnetic motor driven by the motion of the rotor of the friction force coupling between the fixed rotors. It covers the place in small scale fine control industry with unique features such as small volume, simple structure, free of splice etc., which is with broad prosperous market.

This paper first reviews the history of ultrasonic motor and the current research status of small scale swing type ultrasonic motor at home and broad, and confirms the research content. Later it introduces the features of piezoelectric ceramics, and the principle of swing type ultrasonic motor. On the basis of fixed rotor finite element models。

Key words Swing Type Ultrasonic Motor Finite Element Modal analysis

1 绪论 1

1.1 柱体超声波电机发展简史与现状 1

1.2 柱体超声波电机的优点与应用领域 2

1.4 本文研究的主要内容 3

1.5 本章小结 4

2 柱体超声波电动机理论基础及运行机理 5

2.1 压电陶瓷及其特性 5

2.2 压电效应 5

2.3 压电陶瓷的振动模式 6

2.4 柱体摇头型超声波电机结构 7

2.5 柱体超声波电机的工作原理 8

2.6 定子表面质点运动轨迹分析 8

2.7 本章小结 11

3 小型柱体超声波电动机模态分析 12

3.1 超声波电机结构设计常用方法及特点 12

3.2 ANSYS有限元软件简介 14

3.3 定子模态分析 14

结论 26

致谢 27

参考文献 28

1 绪论

超声波电机（Ultrasonic Motor，简称USM）是通过压电陶瓷逆压电效应和摩擦驱动运转产生动力而生成的一类非电磁性电机，因为没有磁性元件和绕组，所以具有轻重量、结构简单、可直接驱动能力强、响应时间短、控制精度高、电磁噪声微乎其微、电磁兼容性好等优点，是一种新型的自动控制型执行器件，突破了传统电机的桎梏并做了强有力补充，满足了人们对伺服控制执行器件小型化、精密化、静音化的要求，在生活中的众多领域都有很好的应用前景。论文网