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超磁致伸缩驱动的谐波传动驱动装置设计研究

发布时间:2018-01-30 03:01

  本文关键词: 超磁致伸缩材料 谐波齿轮传动 驱动装置 出处:《大连理工大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:本论文在国家自然科学基金项目“超磁致伸缩驱动的谐波齿轮传动及其控制策略研究”(项目批准号:51275069)的资助下,结合谐波齿轮传动特性及超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,简写为GMM)的磁致伸缩伸缩特性,对超磁致伸缩驱动的谐波齿轮传动驱动装置进行了研究。 首先,从GMM的压磁方程、位移-力输出特性出发,阐述了GMM的磁致伸缩特性以及输出位移-力特性。并针对尺寸规格为φ4mm×45mm的GMM棒,结合160机型谐波电机波发生器结构尺寸限制,设计出相应的超磁致伸缩致动器;并针对磁致伸缩微位移放大的设计要求,设计出一种内置温度补偿机构的封闭式液压微位移放大器。 其次,对所设计的超磁致伸缩致动器进行了电磁场及温度场数值分析。根据电磁场数值分析结果,对磁场均匀性以及磁致伸缩位移进行了相应的分析和计算,并针对温度场数值分析得到的结果,对采用相变材料MG37作为吸热介质的温控模式进行了评估。 研制出相应的超磁致伸缩致动器,并作碟形弹簧标定、超磁致伸缩致动器温度特性,以及负载对致动器输出位移影响的特性实验研究,得到尺寸规格φ14mm×45mm的GMM棒的位移-力输出特性以及输出位移、力量级,为160机型超磁致伸缩驱动谐波电机的GMM棒尺寸规格的最终确定奠定参照依据。 最后,设计出一种160机型超磁致伸缩驱动谐波电机的整机结构,该结构设计简单,工程应用易于实现,并且具备良好的整机散热效果,可有效解决整机温升问题。并探讨了超磁致伸缩驱动的谐波齿轮传动相应的驱动控制策略,研究成果为超磁致伸缩驱动的谐波齿轮传动的实际应用奠定了一定的关键技术支撑。
[Abstract]:This thesis is supported by the National Natural Science Foundation of China "Research on Harmonic Gear Drive and its Control Strategy of Giant Magnetostrictive Drive" (Project Grant No.: 51275069). Combined with harmonic gear transmission characteristics and magnetostrictive properties of Giant Magnetostrictive material. The harmonic gear drive device driven by giant magnetostriction is studied. First of all, starting from GMM's piezomagnetic equation, displacement-force output characteristics. The magnetostrictive characteristics and the output displacement-force characteristics of GMM are described. For the GMM rod with 蠁 4mm 脳 45mm in size, the structure size limit of the generator is combined with 160-type harmonic motor wave generator. The corresponding giant magnetostrictive actuator is designed. According to the design requirements of magnetostrictive microdisplacement amplification, a closed hydraulic microdisplacement amplifier with built-in temperature compensation mechanism is designed. Secondly, the electromagnetic field and temperature field of the designed giant magnetostrictive actuator are analyzed. According to the results of electromagnetic field numerical analysis, the magnetic field uniformity and magnetostrictive displacement are analyzed and calculated accordingly. Based on the results obtained from the numerical analysis of the temperature field, the temperature control model using phase change material (MG37) as an endothermic medium is evaluated. The corresponding Giant Magnetostrictive Actuator (GMA) was developed and calibrated by disc spring. The temperature characteristics of GMA and the effect of load on the output displacement of the actuator were studied experimentally. The displacement-force output characteristics, output displacement and force level of the GMM rod with size 蠁 14mm 脳 45mm are obtained. It provides a reference for the final determination of the GMM rod size specification for the 160 type giant magnetostrictive driven harmonic motor. Finally, the structure of 160 type giant magnetostrictive drive harmonic motor is designed. The structure is simple, the engineering application is easy, and it has good heat dissipation effect. It can effectively solve the problem of temperature rise of the whole machine and discuss the corresponding drive control strategy of the harmonic gear drive driven by giant magnetostriction. The research results lay a key technical support for the practical application of the harmonic gear drive driven by giant magnetostriction.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH703;TH132.4

【参考文献】

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本文编号:1475103

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