超声波电机(Ultrasonic Motor,简称USM)是一种全新概念的微电机,它利用压电陶瓷的逆压电效应,使定子产生超声频率范围内的振动,然后通过定子、转子之间的摩擦获得运动和转矩。USM具有体积小、结构紧凑、低速大扭矩、响应快、重量轻、低噪声、无电磁干扰、可直接驱动等优点,已成为国内外研究的热点,在航空航天、医疗器械、微机电系统等领域中具有广阔的应用前景。由于发展历史较短,超声波电机理论模型和设计方法仍存在许多不完善之处,需要做更多深入的研究。本论文以环形行波型超声波电机为研究对象,对定子一转子接触界面的摩擦接触机理和定子结构对超声波电机工作性能的影响进行了详细的分析。论文的主要内容如下:第一章对超声波电机的发展历史和研究现状进行了综述,并在分析目前存在问题的基础上指出了本课题的研究意义和主要研究内容。第二章对压电效应、压电陶瓷以及环形行波型超声波电机的结构特点和运行机理进行了介绍,建立了定子的一维振动模型。第三章针对行波型超声波电机的摩擦界面,研究了超声波电机定转子接触界面质点的运动特性,建立了定转子接触界面的摩擦驱动模型,研究了负载大小与转子转速的关系。第四章采用ANSYS对超声波电机定子进行了振动模态有限元分析,研究了定子结构参数对定子动态特性的影响,进行了定子模态混叠的分离,为电机结构的优化和设计提供理论基础。第五章是全文的总结,介绍了本论文的研究成果,并指出了有待进一步深入研究的问题。