单级放大压电谐波传动研究

发布时间：2018-01-09 13:17

  本文关键词：单级放大压电谐波传动研究　出处：《燕山大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 单级放大 机电集成 压电谐波传动系统 有限元分析 数控加工

【摘要】：单级放大机电集成压电谐波传动是压电学、弹性力学、摩擦学、超精密加工以及控制理论等多个学科发展的结晶,该系统是利用压电陶瓷的逆压电效应实现驱动,采用活齿传动输出动力。与传统电机相比,实现了摩擦小、低转速、大扭矩以及高稳定性动力输出,可广泛应用于航天航空、精密仪器、机器人以及医疗设备等多个领域,具有广阔的发展前景。本文进行了单级放大压电谐波传动的结构设计,验证了尺寸的合理性,运用solidworks软件对该系统进行了三维实体建模,进行了干涉检测,验证了模型的正确性。对单级放大压电谐波传动进行了有限元分析,通过ANSYS Workbench有限元软件对该传动系统进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析。求解了系统在外部载荷作用下的应力分布云图,求解了系统的各阶固有频率以及模态振型图,分析了各阶模态的振动特征,求解了系统的动态应力响应曲线和位移频响曲线。通过改变样机的主要参数,分析了样机性能随系统主要参数变化的规律。改变摆杆长度、顶杆直径以及活齿数目等参数,通过应力分布云图分析了样机性能的变化情况,对样机尺寸进行了初步优化。基于UG NX数控加工技术,制定了合理的加工工艺路线,完成了单级放大机电集成压电谐波传动的加工和装配。对样机的固有频率进行测试,验证了有限线元分析结果的正确性。
[Abstract]:Single stage amplifier electromechanical integrated piezoelectric harmonic drive is piezoelectric, elastic mechanics, tribology, ultra precision machining and control theory and other disciplines development of crystallization, the system is driven to achieve by the inverse piezoelectric effect of piezoelectric ceramic, the movable teeth drive output power. Compared with the traditional motor, the friction is small, low speed, high torque and high power output stability, can be widely used in aerospace, precision instruments, many fields of robotics and medical equipment, has a broad application prospect. This paper designed the structure of piezoelectric harmonic drive single stage amplifier, verified the rationality of the size, by using the 3D solid modeling of the system the SolidWorks software for interference detection, verify the correctness of the model. The single stage amplifier piezoelectric harmonic drive through finite element analysis by ANSYS Workbench finite element software for the transmission The system is used for static analysis, modal analysis and harmonic response analysis. To solve the system stress distribution under external loading, solving the natural frequency and mode shapes, analyzed the vibration characteristics of each mode of the system, the solution of dynamic stress and displacement response curve of frequency response curve. The main parameters of the prototype change, analysis of the prototype performance changes with the main parameters of the system change rule. Swing rod length, the diameter of the push rod and the movable tooth number and other parameters, the stress distribution analysis of the changes in the performance of the prototype, a preliminary optimization of the prototype size. UG NX CNC machining technology based on the set the process route is reasonable, the single stage amplifier electromechanical integrated piezoelectric harmonic drive of the processing and assembly. The natural frequency of the prototype is tested and verified the finite element analysis results of the positive line It's true.

【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH139

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本文编号：1401538