基本尺寸相同的不同振子间频率一致性研究.pdfVIP

机械设计与制造 第8期 216 Machinery Design Manufacture 2013年 8月 基本尺寸相同的不同振子间频率一致性研究 王宏祥，田东阁 (辽宁工业大学 振动工程研究所 ，辽宁 锦州 121001) 摘 要：双振子超声电机的两个振子在同频率下工作是最基本要求。但因制造误差及材料的不均匀往往导致两个基本尺 寸相同的振子间存在频率差。应用有限元方法对振子进行了仿真，分析了振子各结构尺寸微变对其固有频率影响敏感 度，得出振子频率对齿高变化的敏感程度最大。提出了通过再加工来调节振子频率的方法。以分析结果作为实验的依据， 使两振子的频率差从调节前的1．280kHz变为调节后的0．060kHz。实验进一步证明了该方法的有效性。 关键词：超声电机；模态分析；固有频率 中图分类号：TH16；TM33 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2013)08—0216—03 DifferentOscillatorsFrenquencyConsistencyStudywiththeSameBasicSize WANGHong-xiang，TIAN Dong-ge (InstituteofVibrationEngineering，LiaoningUniversityofTechnology，LiaoningJinzhou 121001，China) Abstract：Workinginthesanl~frequencyisthe basicrequirementofrthe double-oscillators．Butaccordingtothe uniof thsim~terkd theprocessingerror．therfequencyofoscillatordifferenceisexsited．Itanalyzestheinfluenceofdffierent sizeofrtheoscillatorybythesoftwareoffiniteelement，andanalyzingthesizeoftheoscillatorsisensitivetotherfequency dffierence．Therfequencyoftheoscillatoristhemostsensitivetothe sizeofthe tooth．Itputsforwardthemethodby reprocessingtoadjusttheoscillatorrfequency，andrfequencydffierenceofthesetwooscillatorschangesfromtheprevious adjustmentrfequency1．280kHzto0．060kHz．SoitCnafurtherenrichthe theoryofoscillator’S如s泓 KeyW ords：UltrasonicMotor；ModalAnalysis；NaturalFrequency 1引言 超声电机(USM)是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，使振 属弹性体 子产生超声频振动，并通过振子、转子间的摩擦效应驱动转子的 一 种全新概念的微特电机。与传统的电磁电机相比，它具有结构 简单、灵活、运动形式多样、断电自锁、惯性小、响应快、控制特性 好、低速、扭矩体／积比大等优点11『。经典的旋转行波型超声波电 图1振子结构示意图 机 ，由一个振子、一个转子构成，摩擦驱动面为单个面，额定驱动 Fig．1DiagrammaticSketch ofOscillator 力矩小，在一定程度上限制了其应用。因此，为了增大驱动功率，