考虑压力与温度影响的螺杆马达过盈量设计方法

螺杆马达是螺杆钻具的动力源,其定子与转子之间过盈量的合理设计对马达工作性能和使用寿命至关重要。首先,建立了螺杆马达定子与转子的二维啮合有限元模型,并分析了工作压力和井下温度对定子廓形的影响。然后,基于密封性能评价准则,对不同过盈量下定子与转子的接触应力进行计算,并提出定子大、小径处采用不同过盈量的非均匀过盈量设计方法。最后,以螺杆马达转子为基准,设计了考虑压力与温度影响的定子廓线,在理论上实现了定子与转子之间的有效密封和良好接触。螺杆钻具整机台架试验结果表明：相较于传统的过盈量设计方法,考虑压力和温度影响的非均匀过盈量设计方法可使螺杆马达具有更高的效率。研究结果可为螺杆马达过盈量及其余参数的设计提供一定参考。     

微机械加工的微型压电行波马达

在分析压电行波马达工作原理的基础上，采用微机械加工工艺分析研制成定子和转子，并通过微组装得到了完整的微机械压电马达，马达定子，转子的尺寸均为２ｍｍ，初步实验表明，在小于１０伏交流信号激励下，马达旋转转速可达到的５０ｒｐｍ。     

一种二次自对准的镍微静电马达

设计出一种微静电ｗｏｂｂｌｅ马达，定子电极的一部分重叠在转子之上，微马达用二次自对准的准ＬＩＧＡ技术制作，电铸镍作结构层，电铸铜作牺牲层，得到的转子与定子，转子和轴的间隙分别为２．５和１．３μｍ。马达制备的关键工艺都在低温下完成。     

复合型超声马达纵-扭振动固有频率简并研究

纵、扭振动固有频率简并是提高纵-扭复合型超声马达输出力矩的关键问题。然而同一弹性体内的纵振固有频率远高于扭振固有频率．目前对两种振动固有频率的简并缺乏深入的理论研究。纵一扭复合型超声马达振动分析模型都基于一维理论。在此提出了一种纵、扭振动固有频率简并的新方法。通过将纵一扭复合型超声马达设计成双定子对称结构．在定子上附加一个调整环改变定子的力学边界条件。实现纵、扭振动同频共振。应用Hamilton原理建立了考虑泊松效应的定子纵、扭振动理论模型，分析了定子的纵振与扭振第一阶固有频率随调整环质量和位置的变化规律，通过优化马达的几何结构参数获得了纵振与扭振的同频谐振点。     

圆盘型非接触超声波马达定子的振动模拟与测试

介绍一种圆盘型非接触超声波马达的结构。利用有限元法计算了超声波马达定子在不同振动模态下的固有频率,并用激光测振仪对定子进行了测试,结果两者吻合较好。由于振幅和非接触马达的声辐射压力密切相关,因此通过谐响应分析计算了定子的振幅与定子驱动电压的关系,从而为马达的实验研究提供了理论依据。在最优模态B21下进行转子转速测试,测得最高转速为1600rpm。     

一种硅基静电微马达

本文介绍我们最近研制的一种硅基集成微马达。其制作工艺非常简单，仅包括四次光刻，两次多晶硅薄膜淀积和两次ＳｉＯ２牺牲层淀积。实现了快速、方便及批量地制作测量分析用的微马达样品。该微马达转子和定子由厚度为２．５μｍ左右的ＬＰＣＶＤ多晶硅膜一次形成，因而转子与定子的间距可减小到１．０￣１．５μｍ。     

电气、液压或气动驱动的选择

用电动驱动,电能被转化成机械动能。在电动马达中,磁场在转子和定子中相互作用;当它们试着将自己与对方相互对齐产生了转矩,创造了运动。电动驱动的“精确的手”和马达是非常适合提供高速和精确性的理想选择。在直流电机中,直流线圈或永久磁铁在定子中产生一个固定磁场。为了提供最大的扭矩,线圈卷绕茌转子上并连接在一起,这样转子磁场是垂直于定子磁场的。直流电机的速度和功率可以非常有效地被控制,但在这类马达中需要切换电流的碳刷会受到磨损和撕裂。     

圆盘式行波压电马达的接触界面动力学分析及传动效率优化

圆盘式压电马达的定子被激发出行波后,用于驱动转子的摩擦界面上质点运动为三维斜椭圆,其中的径向分量将引起纯粹的摩擦损耗而导致传动效率降低。分析了圆盘型压电马达定子振动响应的运动学特性,提出定子齿可等效为基体加上附属齿形的复合结构振动;利用动态子结构和有限元法建立了考虑齿槽的定子振动方程,分析了定子齿驱动表面质点的运动特性,指出通过齿形参数设计可以减少径向运动分量的比例;以某特定圆盘压电马达定子为例,以接触界面的传动效率作为优化目标进行定子齿参数的设计,通过迭代得到了能够获得较好输出效率的参数组;通过数值仿真分析了最优参数下压电马达的输出特性,并与其他参数组下的输出特性进行分析和比较;最后加工了特定几组参数的中空型压电马达样机,验证了摩擦界面上径向滑动造成的损耗与定子齿形参数有关,在同样激励条件下的确可在最优参数组获得较好的输出效率。     

一种新结构薄型压电行波小马达

本文设计和研制了一种新结构薄型压电行波小马达。小马达由圆形压电薄片或圆环形压电薄片和兼作公共电极的金属弹性体联成一体作马达的定子，薄型转子坐落在公共电极金属弹性体上，从而使压电马达的构造简单，也简化了制作工艺。     

Y形旋转超声波马达的设计与动态特性分析

为了探索和丰富旋转超声波马达的结构,使其满足响应精准且速度快以及控制简便的要求,设计了Y形旋转超声波马达,并对其结构及动态特性进行了分析。Y形旋转超声波马达将3组压电陶瓷片的横向振动复合成驱动足端面对转子的微幅驱动,通过摩擦耦合在惯性作用下推动转子顺时针或逆时针旋转。运用Workbench软件中的Design Exporation组件对Y形旋转超声波马达定子组件的结构尺寸进行了优化设计,提升了定子组件的性能。构建优化后Y形旋转超声波马达定子组件的有限元仿真模型,并通过模态分析获得了定子组件工作所需的固有振型,通过谐响应分析获得了定子组件的幅频特性曲线,通过瞬态分析获得了1个激励周期内定子组件的振动模态,验证了Y形旋转超声波马达的驱动机理。结果表明,Y形旋转超声波马达压电陶瓷片表面施加电压的最佳频率为20 739 Hz,对应的驱动足端面的振幅为6.95 μm。Y形旋转超声波马达结构简单且具有对称性,能效利用率高,对拓宽超声波马达的应用领域有重要参考价值。