螺纹杆式直线超声电机是超声电机的重要分支,其运动与动力传递依靠螺纹副实现,具有断电自锁、速度低、精度高、无电磁干扰等特点,在航空航天、智能机器人、精密医疗器械,光学精密仪器等领域具有一定的应用价值。目前的螺纹杆式直线超声电机普遍存在输出力小、机械性能不稳定等缺点。本文提出了一款可施加预压力的螺纹杆式直线超声电机,并设计了一款超声电机驱动的微量注射泵。主要工作内容如下:总结了国内外螺纹杆式直线超声电机的发展历程、特点和性能。针对目前存在的堵推力较小问题和应用背景,确定本课题的研究内容。验证螺纹杆式直线超声电机的激振模式,对压电陶瓷片激发弹性体产生弯曲振动变形的工作原理进行分析,采用理论与仿真分析方法对定子振动进行变形分析,对定子端面驱动点进行运动轨迹分析,建立运动轨迹方程,验证电机运行机理。基于螺纹杆电机的结构设计原则、方法及应用背景,设计了定子和一种分体式动子。将动子设计为动子主轴、套筒预压力施加部件三个部分组成,从而使螺纹杆式直线超声电机的预压力可控,解决了螺纹杆式直线超声电机因不能施加预压力导致堵推力较差问题。设计并加工了样机。对所研制样机进行定子模态试验。测试预压力对电机机械输出特性的影响,试验表明,预压力施加设计将螺纹杆式直线超声电机堵推力从9N提升到了21N。最后将样机应用于微量注射泵的设计中,设计并加工了一款微量注射泵样机,进行了推注试验,试验表明,螺纹杆式直线超声电机驱动的微量注射泵将注射分辨率从毫米级提升到了微米级。