过载下超声电机设计及预压力分析

发布时间：2025-05-20 03:50

　　 由于超声电机的预压力易受外界干扰而发生变化,为其在受过载时预压力保持基本恒定,基于PMR40型超声电机,设计了一款开槽碟形弹簧(碟簧),作为缓冲件来改进电机结构,并建立了整机冲击动力学模型。在最高冲击加速度为1 000g～5 000g轴向过载下,碟簧对电机预压力的影响进行分析。结果表明:电机在受到最高加速度在1 000g以下时,碟簧对预压力维持作用非常明显,无碟簧和含碟簧结构电机预压力变化率分别为28.1%和10.0%;受冲击加速度在2 000g以上时,碟簧对电机预压力的维持能力有所下降,但其缓冲作用可降低预压力变化,从而使电机工作相对稳定。该研究对适用于过载下超声电机的设计具有指导意义。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 PMR40型行波旋转型超声电机

行波旋转型超声电机是目前应用最广泛的一类超声电机，以图1所示的PMR40型行波旋转超声电机为例，其实物图如图1(a）所示，其结构爆炸视图如图1(b）所示。该型超声电机主要由轴、减振片、转子、摩擦片、定子、压电陶瓷、轴承、底座和锁紧螺母组成。定子连同贴在其表面的陶瓷片，用螺栓紧定在....

图2 开槽碟簧模型

从图3可以看出，碟簧变形量在1.4～1.9mm段可视为准零刚度段。此时，随着碟簧变形量的增加，对应的压力没有发生很大变化，始终维持在135N左右。该段的受力与PMR40电机最佳工作状态所需预压力（135±5N）一致。当变形量为1.9mm时，碟簧下表面开始与圆盘上表面刚性接触，显....

图3 开槽碟簧刚度特性曲线

图2开槽碟簧模型3超声电机的结构改进及建模分析

图4 改进后的超声电机结构模型

超声电机的预压力对外界因素干扰比较敏感，易发生变化，从而影响电机运行的稳定性。尤其在过载条件下，电机预压力更易受到影响而出现波动。笔者设计的电机结构旨在减小电机预压力的波动，从而提高电机的稳定性。因此在初步设计阶段，还需对新结构中碟簧对电机的预压力的维持作用进行验证。超声电机结构....

本文编号：4046803