双锥面齿自支撑轴系行波超声电机设计与有限元分析

针对传统的行波超声电机定转子接触面小、输出力矩小，需要轴承定位，存在润滑问题，设计了一种新型双锥面齿驱动的自支撑轴系行波超声电机。首先设计了双锥面齿超声电机的结构，并分析其运行机理，然后利用有限元软件对电机的定子进行模态分析、谐振分析和瞬态分析，不但精确地预测了电机的激励频率，得到定子的振动模态图，而且从理论上获得其振幅和阻抗随频率的变化规律，以及定子齿端上某点随时间变化的位移曲线及其椭圆运动轨迹。最后利用自行研制的电机样机进行了实验，该样机的最大堵转力矩是0.48N·m，是与其相近尺寸的传统单面齿超声电机的1.7倍，样机的最大空载速度是86r/min。