本文關(guān)鍵詞：外波式機電集成壓電諧波傳動研究

  更多相關(guān)文章： 機電集成 壓電諧波傳動系統(tǒng) 有限元分析 二次開發(fā) 數(shù)控加工

【摘要】：外波式機電集成壓電諧波傳動系統(tǒng)是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng),采用四個壓電堆周期性伸長而實現(xiàn)驅(qū)動。該傳動系統(tǒng)利用活齒嚙合進行輸出,與傳統(tǒng)的壓電電機相比,具有驅(qū)動力大、摩擦力小、傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊和效率高等優(yōu)點。在生物、精密儀器、醫(yī)療器械、微型機器人和航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對外波式機電集成壓電諧波傳動系統(tǒng)進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,分析了其工作原理,以Solid Works三維軟件為平臺對該傳動系統(tǒng)進行實體建模,對其進行了干涉檢驗,證明了建立模型的正確性。運用有限元分析軟件ANSYS對傳動系統(tǒng)的核心部件壓電堆進行了靜態(tài)分析、模態(tài)分析和瞬態(tài)動力學分析。分析了壓電堆的位移輸出量與施加電壓之間的關(guān)系,得到了壓電堆各階固有頻率及振動模態(tài),分析了壓電堆位移響應(yīng)隨激勵電壓頻率的變化規(guī)律。利用ANSYS Workbench軟件對傳動系統(tǒng)進行了靜力學特性、模態(tài)特性和諧響應(yīng)特性分析。得到了傳動系統(tǒng)在靜載荷作用下的應(yīng)力分布規(guī)律,求解了系統(tǒng)的固有頻率,分析了不同頻率段模態(tài)振型的特征,給出了系統(tǒng)的振型圖、位移響應(yīng)曲線和動態(tài)應(yīng)力響應(yīng)曲線�；贑++編程語言,對UG NX 9.0進行了二次開發(fā),得到了方便、快捷的系統(tǒng)操作界面,完成了外波式機電集成壓電諧波傳動系統(tǒng)的參數(shù)化建模�；赨G NX的數(shù)控加工技術(shù),制定了合理的加工工藝路線,完成了外波式機電集成壓電諧波傳動系統(tǒng)樣機的加工與裝配。
【關(guān)鍵詞】：機電集成 壓電諧波傳動系統(tǒng) 有限元分析 二次開發(fā) 數(shù)控加工
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.43
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 壓電電機的特點、分類及應(yīng)用10-14
• 1.2.1 壓電電機的特點10-11
• 1.2.2 壓電電機的分類11-12
• 1.2.3 壓電電機的應(yīng)用12-14
• 1.3 壓電電機的發(fā)展及研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容17-18
• 第2章 機電集成壓電諧波傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計及 3D建模18-30
• 2.1 壓電效應(yīng)及壓電方程18-20
• 2.2 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理20-26
• 2.2.1 中心輪齒廓曲線不頂切條件21-22
• 2.2.2 中心輪齒廓線方程22
• 2.2.3 活齒傳動連續(xù)性條件22-23
• 2.2.4 活齒架內(nèi)外圓半徑確定23-24
• 2.2.5 樣機的參數(shù)設(shè)計24-25
• 2.2.6 樣機活齒傳動尺寸設(shè)計驗證25-26
• 2.3 樣機的三維模型設(shè)計26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 壓電堆的有限元分析30-43
• 3.1 ANSYS壓電分析技術(shù)30-31
• 3.2 壓電堆靜態(tài)分析31-36
• 3.2.1 單元類型的選擇與確定31-32
• 3.2.2 有限元模型建立32-33
• 3.2.3 載荷和邊界條件33-34
• 3.2.4 靜態(tài)分析結(jié)果34-36
• 3.3 壓電堆模態(tài)分析36-40
• 3.3.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)36-37
• 3.3.2 模態(tài)分析方法37
• 3.3.3 模態(tài)分析過程37-38
• 3.3.4 模態(tài)分析結(jié)果38-40
• 3.4 壓電堆瞬態(tài)動力學分析40-42
• 3.4.1 瞬態(tài)動力學分析過程40-41
• 3.4.2 瞬態(tài)動力學分析結(jié)果41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 機電集成壓電諧波傳動有限元分析43-58
• 4.1 傳動系統(tǒng)靜力分析43-47
• 4.1.1 線性靜力分析基礎(chǔ)43
• 4.1.2 靜力分析過程43-45
• 4.1.3 結(jié)果分析45-47
• 4.2 傳動系統(tǒng)模態(tài)分析47-51
• 4.2.1 模態(tài)分析過程47-48
• 4.2.2 結(jié)果分析48-51
• 4.3 傳動系統(tǒng)諧響應(yīng)分析51-56
• 4.3.1 諧響應(yīng)分析過程51-52
• 4.3.2 結(jié)果分析52-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第5章 基于UG的機電集成壓電諧波傳動參數(shù)化設(shè)計58-64
• 5.1 UG二次開發(fā)流程58-59
• 5.2 機電集成壓電諧波傳動參數(shù)化設(shè)計59-63
• 5.2.1 用戶菜單設(shè)計60
• 5.2.2 人機交互界面對話框設(shè)計60-61
• 5.2.3 生成動態(tài)鏈接庫61-62
• 5.2.4 運行結(jié)果62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第6章 樣機的加工64-70
• 6.1 UG NX的數(shù)控加工技術(shù)64
• 6.2 UG數(shù)控編程加工流程64-68
• 6.2.1 NC編程65-67
• 6.2.2 程序輸入機床進行試切67-68
• 6.3 樣機加工68-69
• 6.3.1 固定軸和支撐塊68
• 6.3.2 活齒架和傳動軸68-69
• 6.3.3 實體樣機69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果75-76
• 致謝76-77
• 作者簡介77

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李懷勇;新型桿式壓電電機研究[D];燕山大學;2013年

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本文編號：897993