超声波马达是一种靠定子与转子之间的摩擦来传递能量的新型驱动器.由于发展历史较短,至今仍然存在摩擦材料寿命短,数学模型不完善等一些急需解决的问题.针对这一课题国内外学者做了很多的研究,建立了一些驱动模型,但还不能从理论上指导超声波马达的设计,不能很好的预测超声波马达的性能,研究摩擦界面的参数对马达特性的影响.因此,建立完善的超声波马达数学模型具有重要的理论和实际意义.该文全面分析了国内外研究学者在超声波马达理论建模的研究成果,基于粘弹性接触层假设,应用弹性动力学原理建立了行波型超声波马达定转子接触界面的驱动模型,并编制了相应的迭代算法.利用MATLAB软件编制程序,进行了具体的数值模拟计算.此模型充分考虑了超声波马达的几何参数以及摩擦材料的几何和物理性能参数对马达输出特性的影响.与前人不同的是,在建模的过程中提出了转子接触层的切向和法向等效质量的概念,并对接触的初始边界条件进行了修改,经过模拟计算可以直接预测出超声波马达转子的速度.推导出了接触层法向压力分布、切向速度分布、剪应力分布、界面转换效率的计算公式.借助于本模型,模拟分析了定转子接触状态,摩擦材料和马达工作参数对马达特性的影响.结果表明:接触宽度比为0.181时,马达界面转换效率最大;摩擦材料的摩擦系数为0.5时,马达的驱动效果最好;摩擦材料厚度为0.8mm时,马达效率较高;摩擦材料的弹性模量大于900N/mm<2>时效率增加不再明显等等.为了验证已建立的超声波马达接触驱动模型的正确性,借助于现有的行波型超声波马达摩擦特性模拟实验装置,在给定的工作条件下,测量了几种摩擦材料的超声波马达堵转力矩,空载转速等参数.对模拟结果和实验数据进行了对比,发现模拟计算的结果与测量结果拟合得比较好,初步验证了所建立的理论模型的正确性.利用本文建立的超声波马达的接触驱动模型,不仅可以指导超声波马达摩擦材料的设计,而且可以优化设计超声波马达并预测其性能.