摘要：提出了一种电磁调制非接触式压电电机,实现定、转子非接触耦合传动,具有结构可靠、运行稳定及控制方便的特点。首先,推导了驱动机构输出角位移方程、电磁调制非接触压电电机静、动态电磁力矩方程;其次,分析了电机的结构参数和激励信号参数对输出角位移和电磁力矩输出性能的影响规律;最后,制作样机并进行性能测试,通过理论计算输出力矩和实验测试值的对比,验证了理论分析的正确性,并给出了样机的驱动方案。结果表明:输出步进角随着驱动信号电压峰值的增大而增大,当驱动电压为150 V、频率为3 Hz时,输出步进角约为0.82°;而输出转矩受电磁调制机构的电压激励峰值和驱动频率的影响因素较大,驱动频率为3 Hz、调制电压为7 V时,输出转矩为6.1 N·mm。该类型压电电机进一步拓宽了非接触式压电电机的研究领域,为设计高精度、大扭矩的非接触压电电机提供借鉴。

摘要：随着科技的迅速发展,传统机械传动已无法满足工程实际需求,机电集成压电活齿传动是一种集压电驱动、活齿传动和谐波传动于一体的新型复合传动,该传动具有大传动比、低速、大转矩等优点,在航空航天、微型机器人、精密定位等高端技术领域具有及其重要的应用前景。在分析压电活齿传动系统工作原理的基础上,由压电材料的非线性输出特性和活齿传动静力学关系,推导出压电活齿传动系统各构件的受力方程。根据力和转矩的关系,得出传动系统输出转矩方程。运用机械优化设计理论和方法,分别确定输出转矩优化系统的设计变量、目标函数和设计约束,并建立压电活齿传动系统的输出转矩优化数学模型。通过数值算法给出传动系统输出转矩随激励电压和活齿架转角的变化规律,利用Matlab软件求解输出转矩优化结果,并对比优化前后参数的变化及转矩随参数的变化的规律。结果表明:传动系统输出转矩随激励电压成正比例变化,随活齿架转角以π/435为周期发生周期性变化;优化后传动系统的最大输出转矩为0.91 Nm,比初始设计转矩提高了111.63%;设计变量中波发生器偏移量在优化前后的改变量最大。可见,输出转矩优化使得压电活齿传动系统的承载能力得以提升。研究结果为压电活齿传动系统结构的改进和性能提升奠定理论基础。

摘要：提出了一种新型旋转尺蠖压电电机。考虑旋转尺蠖压电电机驱动机构为连续系统,建立了驱动机构动力学模型;利用该动力学模型求解了样机驱动机构的固有频率和模态函数。分析了系统参数对驱动机构固有频率的影响规律,为旋转尺蠖压电电机的设计打下了理论基础。

摘要：为了实现活齿传动在精密传动领域的应用,设计了一种大传动比微型活齿传动系统。基于行星齿轮传动的线弹性动力学理论建立了活齿传动系统的动力学模型,考虑啮合齿数变化引起的非线性效应,建立了活齿传动系统非线性动力学方程。运用谐波平衡法和正规摄动法推导出系统的非线性幅频关系及非线性共振响应方程。利用给出的任意两组活齿传动系统算例参数,分析了活齿传动系统幅频曲线随系统参数的变化规律,给出了系统在不同倍频下的共振响应。结果表明:阻尼系数ζ和啮合活齿数f对幅频曲线的影响最大,系统在ωe≈ω1和ωe≈1/2ω1时共振显著。因此,为了减小活齿传动系统振动及提高系统平稳性,应尽量减小活齿数量和波发生器偏心距。研究结果为活齿传动系统结构改进和传动效率的提高奠定理论基础。

摘要：提出了一种新型旋转式压电惯性电机,利用压电双晶片振子作为驱动元件,用锯齿波作为激励电信号产生惯性冲击力使电机旋转。分析了旋转式压电惯性电机的驱动机理,建立了压电振子的动力学模型,求解了振子的自由振动固有频率和模态函数。分析了影响压电振子固有频率的系统参数及其影响规律。计算结果表明梁端部模态函数值与质量系数α的值成反比。这些结论为压电惯性电机的设计和进一步的研究提出了新的思路和方法。

摘要：提出旋转尺蠖压电电机,该电机具有结构简单、定位精度高、输出力矩大、能实现微动压电电机大行程等优点。分析其驱动原理及关键部件钳位机构设计方案;考虑杠杆位移放大梁及长柔梁弯曲、扭转振动变形,建立钳位机构动力学模型,获得前8阶固有频率及模态函数;讨论钳位机构结构参数对固有频率影响规律,并实验验证理论分析的正确性。

摘要：本文基于CDIO工程教育理念,深化在机械设计课程的改革与策略,提出通过提高教师工程实践能力,改革与优化理论课程的教学方法,加强现代设计手段与方法的应用等策略培养学生工程实践与创新能力等综合素质,为更好地培养新形势下的全能人才奠定理论基础。