圆盘式行波压电马达的接触界面动力学分析及传动效率优化

作     者：石明友 陈超 王均山 SHI Mingyou;CHEN Chao;WANG Junshan

作者机构：南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2021年第40卷第10期

页      面：271-277页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2015CB057500) 国家自然科学基金(51575259) 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(KYLX15_0226) 中央高校基本科研业务费专项(NS2015004) 

主　　题：圆盘式 行波 压电马达 摩擦 径向滑动 

摘      要：圆盘式压电马达的定子被激发出行波后,用于驱动转子的摩擦界面上质点运动为三维斜椭圆,其中的径向分量将引起纯粹的摩擦损耗而导致传动效率降低。分析了圆盘型压电马达定子振动响应的运动学特性,提出定子齿可等效为基体加上附属齿形的复合结构振动;利用动态子结构和有限元法建立了考虑齿槽的定子振动方程,分析了定子齿驱动表面质点的运动特性,指出通过齿形参数设计可以减少径向运动分量的比例;以某特定圆盘压电马达定子为例,以接触界面的传动效率作为优化目标进行定子齿参数的设计,通过迭代得到了能够获得较好输出效率的参数组;通过数值仿真分析了最优参数下压电马达的输出特性,并与其他参数组下的输出特性进行分析和比较;最后加工了特定几组参数的中空型压电马达样机,验证了摩擦界面上径向滑动造成的损耗与定子齿形参数有关,在同样激励条件下的确可在最优参数组获得较好的输出效率。