能夠持續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器及其設計方法
【專利摘要】一種能夠持續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器及其設計方法。所述能夠持續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器中，與軸承內(nèi)徑配合的轉(zhuǎn)子軸的直徑在公差為范圍內(nèi)與軸承內(nèi)徑選配，并且軸承與轉(zhuǎn)子軸的過盈量范圍為0.001～0.003mm；軸承內(nèi)徑分別為轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙δ為0.1～0.25mm；軸承間距為10mm；轉(zhuǎn)子的齒寬為7.2～7.3mm。本發(fā)明通過合理控制轉(zhuǎn)子與齒環(huán)之間的間隙和軸承間距，并合理控制配合公差，提高了機輪速度傳感器的使用壽命及使用可靠性。
【專利說明】能夠持續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器及其設計方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及飛機剎車系統(tǒng)附件領域，具體是一種機輪速度傳感器在高轉(zhuǎn)速條件下 輸出商電壓的設計方法。

【背景技術】
[0002] 機輪速度傳感器用于飛機電防滑剎車系統(tǒng)中，國外早在1970年就已將電磁感應 式機輪速度傳感器用于飛機剎車系統(tǒng)，將機輪速度變化信號轉(zhuǎn)化為電壓信號。
[0003] 現(xiàn)有國內(nèi)外機輪速度傳感器的轉(zhuǎn)速范圍為：2000r/min?3000r/min，輸出電壓要 求范圍為0. 3V?0. 6V，且采用機輪速度傳感器的軸和機輪同軸的安裝方式。美國的波音飛 機等均采用這種機輪速度傳感器。但是，在使用中會遇到機輪速度傳感器與機輪不是同軸 安裝的情況，在這種情況下機輪速度傳感器的轉(zhuǎn)速達到18000r/min，且要求輸出電壓大于 IV0
[0004] 在這種使用條件下，提出了在高轉(zhuǎn)速條件下輸出電壓大于IV的設計方法。
[0005] 機輪速度傳感器安裝于飛機剎車機輪上，用于檢測機輪在著陸剎車過程中的轉(zhuǎn)速 變化電壓信號。飛機在著陸防滑剎車過程中，機輪速度傳感器將機輪的轉(zhuǎn)速變化轉(zhuǎn)化為電 壓信號傳給控制盒，控制盒將此電壓信號和基準電壓比較后，給伺服閥輸出防滑剎車控制 電流，伺服閥接收控制盒的電壓信號，輸出受控的剎車壓力。
[0006] 機輪速度傳感器是按照電磁感應原理工作的，在給產(chǎn)品輸入勵磁電流后，通電的 工作線圈便產(chǎn)生了一個恒定磁場，該磁場通過轉(zhuǎn)子、齒環(huán)形成一個閉合磁路。
[0007] 機輪速度傳感器的工作原理是：飛機著陸剎車時，轉(zhuǎn)子軸由機輪帶動旋轉(zhuǎn)，齒環(huán)安 裝在機輪速度傳感器的殼體上不動，形成轉(zhuǎn)子與齒環(huán)之間的相對轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中， 轉(zhuǎn)子上的齒與齒環(huán)上的齒相對位置變化，當轉(zhuǎn)子齒頂與齒環(huán)齒頂相對時，氣隙磁阻最小，通 過的磁通量最大；當轉(zhuǎn)子齒低與齒環(huán)的齒底相對時，氣隙磁阻最大，通過的磁通量最小。氣 隙磁阻變化導致磁路中磁通量變化，變化時磁通量使工作線圈產(chǎn)生了一個交變感應電動 勢。當機輪速度傳感器的輸出電壓為正弦波時，便于剎車系統(tǒng)中的控制盒采集電壓信號，因 此，要求機輪速度傳感器的電壓輸出波形為正弦波。輸出電壓信號的頻率變化代表飛機機 輪轉(zhuǎn)速的變化。
[0008] 機輪速度傳感器輸出電壓信號的大小取決于控制盒采集打滑電壓信號大小的需 求。
[0009] 當機輪速度傳感器工作中出現(xiàn)轉(zhuǎn)子與齒環(huán)之間的卡滯時，就會引起無電壓信號輸 出的故障。
[0010] 現(xiàn)有技術中，機輪速度傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)子軸與軸承配合采用間隙配合。當轉(zhuǎn)子

【權利要求】
1. 一種能夠持續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器，包括軸承、轉(zhuǎn)子和軸；所述能夠持 續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器結構與現(xiàn)有技術相同；其特征在于，與軸承內(nèi)徑配合 的轉(zhuǎn)子軸的直徑在公差為?07mm范圍內(nèi)與軸承內(nèi)徑選配，并且軸承與轉(zhuǎn) 子軸的過盈量范圍為〇? OOl?〇? 003mm ;軸承內(nèi)徑分別為參7%艦、07：；:、07:；；:、 和腿;轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙5為〇? 1?〇? 25謹； 軸承間距為IOmm ;轉(zhuǎn)子的齒寬為7. 2?7. 3mm。
2. -種設計權利要求1所述能夠持續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器的設計方法，其特 征在于，具體過程是： 步驟1，確定影響機輪速度傳感器輸出電壓幅值的因素： 影響機輪速度傳感器感應電動勢的因素有轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的 間隙S、通磁面積S和安匝數(shù)F ; 步驟2,確定影響轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙S :具體過程是： I確定影響轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙S的因素，有轉(zhuǎn)子軸與軸 承內(nèi)環(huán)的配合、軸承孔的間距兩項； II確定轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間間隙S的尺寸，S =0.1?0.25mm; III測量軸承孔內(nèi)徑公差并對該公差分組，通過分組的方法提高軸承與軸承孔的配合精 度； IV將轉(zhuǎn)子軸試驗樣件按直徑公差大小分組制造，根據(jù)軸承內(nèi)孔精度，從間隙配合到過 盈配合制造轉(zhuǎn)子軸，取得從間隙配合--過渡配合--過盈配合的完整數(shù)據(jù)，并從中獲取 適用于能夠持續(xù)輸出高電壓的機輪速度傳感器的非標準配合； V測試確定滿足壽命要求的轉(zhuǎn)子軸與軸承內(nèi)孔的配合，依次取不同尺寸公差的軸承， 與不同軸徑尺寸公差的轉(zhuǎn)子軸組合進行壽命測試，在測試過程中未出現(xiàn)故障的組合為合格 的組合； VI確定機輪速度傳感器內(nèi)兩個軸承相鄰定位表面之間的間距，以減小轉(zhuǎn)子軸在旋轉(zhuǎn)過 程中的擺動量，使外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙S在18000r/min的旋轉(zhuǎn)條件下 保持不變，達到輸出電壓大于IV的設計要求； W用具有不同相鄰定位表面之間的間距的軸承分別與確定的不同轉(zhuǎn)子軸/軸承內(nèi) 環(huán)配合并進行測試，確定滿足輸出電壓要求的相鄰定位表面之間的間距，且兩軸承同軸安 裝； 步驟3,確定不同轉(zhuǎn)子的垂直磁場方向的面積S 轉(zhuǎn)子的齒寬與轉(zhuǎn)子的垂直磁場方向的面積S成正比例，通過減小轉(zhuǎn)子的齒寬實現(xiàn)減小 轉(zhuǎn)子的垂直磁場方向的面積S ; 所述確定不同轉(zhuǎn)子的垂直磁場方向的面積S是采用步進法減小轉(zhuǎn)子的齒寬； 確定不同轉(zhuǎn)子的垂直磁場方向的面積S時，根據(jù)轉(zhuǎn)子不同的齒寬^分組，其中i的范圍 為1?10,齒寬的減小步長與測試精度成正比；當轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間 間隙S的范圍確定后，依次取不同齒寬的轉(zhuǎn)子，并將各不同齒寬的轉(zhuǎn)子依次與所述轉(zhuǎn)子的 外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的不同的間隙S進行組合測試，確定輸出電壓大于1.2V 的齒寬； 將分組后的轉(zhuǎn)子分別裝入傳感器并采用常規(guī)方法測試各傳感器的輸出電壓，若分組中 不同齒寬轉(zhuǎn)子的測試數(shù)據(jù)滿足將輸出電壓提高到的1.2V要求，該組測試結束；測試數(shù)據(jù)作 為制造轉(zhuǎn)子的數(shù)據(jù)； 若分組中不同齒寬轉(zhuǎn)子的測試數(shù)據(jù)不滿足將輸出電壓提高到的I. 2V要求，該組測試 結束，并繼續(xù)按分組進行測試，直至滿足輸出電壓大于I. 2V的要求。
【文檔編號】B64F5/00GK104354876SQ201410620567
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權日:2014年11月6日
【發(fā)明者】劉忠平, 喬建軍, 牛祖軍, 韓亞國, 劉輝 申請人:西安航空制動科技有限公司