微型集成活齿传动系统研究

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微电机是机械基础组件、智能驱动和控制执行部件的重要组成部分,其应用范围遍布各行业,与人们的日常生活紧密相关。在各类微电机中,电磁驱动型微电机工作寿命长、抗干扰能力强、驱动力矩大且能量转换效率高,具有广阔的应用前景。本论文提出一种采用电磁驱动型微型集成活齿传动系统,针对该种传动系统的受力及输出力矩进行了理论研究,并对系统的主要零件进行了设计、制作以及剥离实验。本文针对微型集成活齿传动系统的运动特性提出了新型电磁驱动方式,建立了微型集成活齿传动系统的受力分析模型,推导出活齿受力方程及系统输出力矩方程;分析了系统主要参数对活齿受力及系统输出力矩的影响。推导出微型集成活齿传动系统中范德华力作用表达式,研究了范德华力对微型集成活齿传动系统受力的影响;根据赫兹理论推导出各零件间的接触应力表达式,研究了范德华力及系统主要参数的变化对传动接触应力的影响。结果表明:随着驱动力的增大,范德华力的影响不断减小。根据传动系统结构设计了各主要零件的加工实验方案,并且利用电子束光刻、真空蒸发镀膜工艺和微电铸工艺进行了激波器、中心轮和活齿架的加工实验;对比了蒸发镀膜工艺和微电铸工艺加工激波器的表面形貌;利用化学试剂湿法腐蚀工艺完成了激波器和中心轮的剥离实验。
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