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研究生:葉美玲
研究生(外文):Ye, Mei-Ling
論文名稱:微型步進馬達系統之噪音與振動分析
論文名稱(外文):An Analysis on Noise and Vibration of a Micro Stepping Motor System
指導教授:黃柏文黃柏文引用關係
口試委員:謝忠明龔皇光邱能信張清靠
學位類別:碩士
校院名稱:正修科技大學
系所名稱:機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:微型步進馬達振動噪音
外文關鍵詞:Micro stepper motorVibrationNoise
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馬達的振動噪音問題是一個歷史悠久的問題。作為一種旋轉機械,馬達的振動問題是一直存在的並且還將一直存在下去。目前在國際上幾家規模較大的馬達製造公司,無一例外地都對馬達的振動問題非常重視,並且投入了頗多的人力與物力,這些公司都具有相當先進的聲振測試軟體與設備。基本上來說,這些都是由於殘酷的市場競爭所引起的,而目前振動與噪音指標已經成為客戶選擇馬達的重要指標之ㄧ了,尤其是精密的微型馬達。
本論文的動機,是來自於微型步進馬達應用於高科技產品中因傳動所產生的振動與噪音問題。現今眾多的高科技產品中,無論是數位相機、掃描機、CD-ROM、DVD-ROM等,都被視為重要的零組件之ㄧ,目前也已經有釵h家公司投入這類產業的設計開發。以數位相機來說,用來傳動鏡頭達到對焦與變焦弁鄋滌吨O來源就是靠著一顆微型的步進馬達,而這微型步進馬達運轉時帶來了動力也帶來了振動與噪音,主要的原因是微型機件並沒有較有效的方法來消除振動與噪音問題。所以本論文主要以數位相機鏡頭系統作為分析對象,針對動力來源(微型步進馬達)與鏡頭本體機構所產生的振動與噪音問題來做分析。
本論文將從微型步進馬達的動作原理及其本體與鏡頭機構可能產生的振動與噪音點著手分析,研究過程中,將會利用Pro ENGINEER繪圖軟體繪製出步進馬達與鏡頭機構的機件組合結構圖,再將實體模型匯入Workbench做前置處理動作,然後再利用ANSYS分析軟體進行結構的動態特性分析,並且配合馬達與鏡頭機構的實驗數據加以探討。
The motivation of this thesis comes from the problem of vibration and noise caused by transmission of the micro stepper motor which applied to high-tech products. Now, micro stepper motor is one of the most important parts on many high-tech products, such as digital camera, scanner, CD-ROM and DVD-ROM etc. Many companies are involving design and development of the industry as well now. For a digital camera, the power resource of driving lens is driven by a micro stepper motor, it brings not only power but also vibration and noise. Therefore, this thesis focuses on digital camera lens structure. How, to depress the noise and vibration of a micro stepping motor is this articles aim.
For finite element analysis, the ANSYS software is employed. Both finite element and experimental analyses are used to study. We find that the difference of finite element and experimental results are obserred.
摘要......................................................i
Abstract................................................iii
誌謝.....................................................iv
目錄......................................................v
圖目錄.................................................viii
表目錄..................................................xiv
符號說明.................................................xv
第一章 緒論...............................................1
1.1 前言................................................1
1.2 研究動機............................................1
1.3 研究目的............................................2
1.4 文獻回顧............................................3
1.5 論文大綱............................................5
第二章 步進馬達簡介.......................................7
2.1 步進馬達的特徵...................................7
2.2 步進馬達的分類......................................7
2.3 步進馬達的靜態特性與動態特性....................10
2.3.1 靜態特性..........................................10
2.3.2 動態特性..........................................13
第三章 有限元素分析......................................17
3.1 步進馬達與數位相機鏡頭系統.........................17
3.2 有限元素分析.......................................23
3.2.1 結構模態分析......................................23
3.2.2 分析流程..........................................23
3.3 有限元素分析結果................................28
第四章 實驗設備與分析流程................................32
4.1 儀器設備介紹....................................32
4.1.1 頻譜分析儀HP35670A................................32
4.1.2 Visual Basic 語言.................................33
4.1.3 無響箱............................................33
4.2 實驗架構簡介....................................38
4.3 實驗分析流程 .......................................42
第五章 實驗結果與討論....................................47
5.1 自然振動頻率探討...................................47
5.2 振動位移探討.......................................49
5.2.1 相機鏡頭系統頂部之振動............................49
5.2.2 相機鏡頭系統底座之振動............................54
5.2.3 單顆馬達之振動....................................62
5.3 噪音探討...........................................67
5.3.1 相機鏡頭系統之噪音................................67
5.3.2 單顆馬達之噪音....................................74
第六章 結論與建議........................................81
參考文獻.................................................83
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