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

来源：振动与冲击, 2021, 40(10): 271-277.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.10.034

• 圆盘式
• 行波
• 压电马达
• 摩擦
• 径向滑动

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。

• 单位
  机械结构力学及控制国家重点实验室; 南京航空航天大学