一种无人机活塞发动机的齿轮热装设备及齿轮热装方法与流程

1.本发明涉及无人机零部件装配技术领域，具体涉及一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装设备及齿轮热装方法。


背景技术：

2.随着科学技术的迅猛发展，近些年来，无人机在各个行业中的应用也日益广泛。无人机的应用已经涉及到航拍、农林植保、地质勘探、电力巡检、油气管路巡查、高速公路事故管理、森林防火巡查、污染环境勘察、应急救援与救护、抢险救灾、海岸线巡查等领域。
3.发动机是无人机的重要组成部分，其齿轮安装效果直接影响到发动机的工作能力。现有无人机所有油动活塞发动机齿轮大多为胶接或过盈连接，而发动机实际使用工况下，内部温度极高，在高温环境下长时间工作后，胶接齿轮上面的结构胶会老化失效从而导致齿轮随转失效，而过盈连接也会随着内部结构件磨损从而导致连接形式失效从而齿轮随转失效，最终导致发动机停止工作，随着发动机停止工作引起飞机坠机。
4.因此，提供一种用于无人机发动机齿轮的安装方法，以解决现有技术中存在的齿轮采用胶接或过盈连接而导致的容易产生连接失效的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装设备及齿轮热装方法，以至少部分解决发动机齿轮安装效果较差而导致的发动机工作能力较差的技术问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明提出了一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装设备，所述齿轮热装设备包括：
7.压力机，所述压力机包括底座、安装于所述底座的连接竖板，以及设置于所述连接竖板上的横向悬臂，所述横向悬臂位于所述底座的上方；
8.升降臂，所述升降臂沿竖直方向可滑动地安装于所述横向悬臂；
9.第一定位工装，所述第一定位工装安装于所述底座上，所述第一定位工装开始有安装槽位，待安装齿轮放置于所述安装槽位内；
10.第二定位工装，所述第二定位工装安装于所述升降臂的底端，与所述待安装齿轮配合的待安装设备可拆卸地安装于所述第二定位工装上；
11.所述升降臂在动力部件的驱动下沿竖直方向上下运动，且在所述升降臂运动至最低位置时，所述待安装齿轮压装入所述待安装设备的安装孔内。
12.进一步地，所述动力部件包括：
13.手柄；
14.齿轮，所述齿轮与所述手柄相连接，并在所述手柄的驱动下旋转；
15.齿条，所述齿条形成所述升降臂，所述齿条与所述齿轮相啮合。
16.进一步地，所述第二定位工装焊接于所述齿条的底部。
17.进一步地，还包括快拆锁，所述待安装设备通过所述快拆锁安装于所述第二定位工装上。
18.进一步地，所述快拆锁通过点焊安装于所述第二定位工装上。
19.进一步地，所述待安装设备为减速箱或发动机的启动电机。
20.本发明还提供一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装方法，所述方法包括以下步骤：
21.将第一定位工装安装于压力机的底座上，将第二定位工装安装于压力机的升降臂的底端；
22.打开快拆锁，将待安装设备安装在第二定位工装安装上，安装完毕后锁紧快拆锁；
23.持续加热待安装齿轮第一预设时长，并使得所述待安装齿轮的温度升至预设温度；
24.迅速将加热至预设温度的所述待安装齿轮放入所述第一定位工装的安装槽位内；
25.向下扳动手柄，以驱动与手柄连接的齿轮转动，从而驱动与齿轮啮合的齿条向下移动，齿条带动待安装设备向下运动，直至将待安装齿轮压紧在待安装设备的齿轮装配轴上；
26.向上抬起手柄，安装于待安装设备上的待安装齿轮，随待安装设备移出第一定位工装；
27.拆开快拆锁，取出安装完毕的待安装设备，并常温冷却第二预设时长至常温。
28.进一步地，所述第一预设时长为2min-3min。
29.进一步地，所述预设温度为1000℃-1300℃。
30.进一步地，所述第二预设时长为15min-20min。
31.本发明所提供的用于无人机活塞发动机的齿轮热装设备及齿轮热装方法，在设计及加工齿轮过程中按装配轴下差加工，在装配时，通过高温加热齿轮，使得齿轮内孔膨胀到装配尺寸，通过本文提供的设备将齿轮压装到装配轴上，在常温冷却后，齿轮轴孔尺寸恢复至下差，从而与装配轴实现紧密配合。这样，由于发动机工作温度远低于齿轮装配时的加热温度，故而在发动机长时间工作下，齿轮不会因高温失效，从而提高发动机的可靠性进而提高了飞行器的可靠性。同时，该齿轮热装设备可以简单、快速的装配齿轮，提高了生产效率。解决了发动机齿轮安装效果较差而导致的发动机工作能力较差的技术问题。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
33.图1为本发明所提供的齿轮热装设备一种具体实施方式的结构示意图；
34.图2为图1所示齿轮热装设备在另一角度的结构示意图；
35.图3为图1所示齿轮热装设备的主视图；
36.图4为图1所示齿轮热装设备的侧视图；
37.图5为图1所示齿轮热装设备的使用状态图。
38.附图标记说明：
39.1-底座，2-连接竖板，3-横向悬臂，4-第一定位工装，5-安装槽位；
40.6-第二定位工装，7-手柄，8-齿条，9-快拆锁，10-待安装齿轮；
41.11-待安装设备。
具体实施方式
42.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
43.本发明所提供的热装设备和热装方法可用于无人机活塞发动机中的小齿轮及太阳轮，用于提高齿轮与装配轴之间的连接可靠性，避免在发动机工作时，由于发热而导致的齿轮脱落，保证无人机发动机的正常运行。
44.在一种具体实施方式中，本发明提供的齿轮热装设备用于无人机活塞发动机，具体用于减速箱或发动机的启动电机，也就是说，该实施例中待安装设备 11为减速箱或发动机的启动电机。
45.如图1-图5所示，齿轮热装设备包括压力机、升降臂、第一定位工装4和第二定位工装6。其中，所述压力机包括底座1、安装于所述底座1的连接竖板 2，以及设置于所述连接竖板2上的横向悬臂3，所述横向悬臂3位于所述底座 1的上方。竖板和横向悬臂3可以为一体式结构，也可以为固定连接结构。底座1在加工过程中用于支撑待安装齿轮10和固定待安装齿轮10的第一定位工装4，且连接竖板2和横向悬臂3也利用底座1进行支撑，因此，底座1需要具有较为稳固的结构，结构强度较高，以保证稳定性。
46.上述升降臂沿竖直方向可滑动地安装于所述横向悬臂3，所述第二定位工装6安装于所述升降臂的底端，与所述待安装齿轮10配合的待安装设备11可拆卸地安装于所述第二定位工装6上。在工作过程中，待安装设备11固定在第二定位工装6上，待安装设备11和第二定位工装6同步随升降臂升降，以便待安装设备11向靠近或原理底座1的方向运动，也就是使得待安装设备11向靠近或远离待安装齿轮10的方向运动。
47.上述第一定位工装4安装于所述底座1上，所述第一定位工装4开始有安装槽位5，待安装齿轮10放置于所述安装槽位5内，在工作过程中，将待安装齿轮10方式在安装槽位5内并固定，以实现待安装齿轮10的位置固定。
48.升降臂在动力部件的驱动下沿竖直方向上下运动，且在所述升降臂运动至最低位置时，所述待安装齿轮10压装入所述待安装设备11的安装孔内。也就是说，在压装过程中，将待安装齿轮10和待安装设备11分别固定在其定位工装上，待安装设备11随升降臂向下运动，运动到最低位置时，将待安装齿轮 10压入安装孔内。随后驱动升降臂向上运动，带动压装有待安装齿轮10的待安装设备11向上运动并脱离底座1，取下压装完毕的待安装设备11常温冷却即可。
49.在一些实施例中，所述动力部件包括手柄7、齿轮和齿条8，其中，所述齿轮与所述手柄7相连接，并在所述手柄7的驱动下旋转，所述齿条8形成所述升降臂，所述齿条8与所述齿轮相啮合。在工作过程中，手动扳动手柄7，手柄7转动以驱动齿轮转动，进而带动与齿轮啮合的齿条8上下运动。为了保证具有足够的伸缩行程，齿条8的长度为650mm-700mm，优选
为680mm，此时可以保证齿条8行程在460mm左右。
50.从理论上来讲，动力部件不局限于上述形式，动力部件也可以为电机和与电机传动连接的齿轮和与齿轮啮合的齿条8。此时，动力部件中以电机代替手柄7，可降低工作人员的劳动强度。
51.为了提高第二定位工装6与齿条8的连接可靠性，所述第二定位工装6焊接于所述齿条8的底部。可选地，第二定位工装6可以利用螺栓连接、卡接等其他的连接方式安装在齿条8的底部。
52.进一步地，该设备还包括快拆锁9，所述待安装设备11通过所述快拆锁9 安装于所述第二定位工装6上，所述快拆锁9通过点焊安装于所述第二定位工装6上。在工作过程中，将快拆锁9固定在第二定位工装6上，将待安装设备 11通过快拆锁9安装在第二定位工装6上，从而实现待安装设备11的安装可靠性和拆装便利性。
53.除了上述齿轮热装设备，本发明还提供一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装方法，该方法包括以下步骤：
54.s1：将第一定位工装4安装于压力机的底座1上，将第二定位工装6安装于压力机的升降臂的底端；
55.s2：打开快拆锁9，将待安装设备11安装在第二定位工装6安装上，安装完毕后锁紧快拆锁9；
56.s3：持续加热待安装齿轮10第一预设时长，并使得所述待安装齿轮10的温度升至预设温度；
57.s4：迅速将加热至预设温度的所述待安装齿轮10放入所述第一定位工装4 的安装槽位5内；
58.s5：向下扳动手柄7，以驱动与手柄7连接的齿轮转动，从而驱动与齿轮啮合的齿条8向下移动，齿条8带动待安装设备11向下运动，直至将待安装齿轮10压紧在待安装设备11的齿轮装配轴上；
59.s6：向上抬起手柄7，安装于待安装设备11上的待安装齿轮10，随待安装设备11移出第一定位工装4；
60.s7：拆开快拆锁9，取出安装完毕的待安装设备11，并常温冷却第二预设时长至常温。
61.其中，所述第一预设时长为2min-3min，所述预设温度为1000℃-1300℃，所述第二预设时长为15min-20min。
62.在实际使用过程中，该热装方法可以用于减速箱的齿轮安装或发动机的启动电机的齿轮安装。下面通过两个实施例具体描述该热装方法的实施过程。
63.实施例1
64.无人机发动机的启动电机齿轮热装方法包括以下步骤：
65.将启动电机齿轮定位工装安装在通用手动压力机的底座1上；
66.打开快拆锁9，将启动电机安装在启动电机/减速箱定位工装上，安装好后锁紧快拆锁9；
67.加热启动电机齿轮2min-3min温度升至1000℃-1300℃；
68.迅速将加热好的启动电机齿轮放入启动电机齿轮定位工装内；
69.向下扳动手柄7，手柄7连接的齿轮将带动齿条8向下移动，齿条8带动启动电机/减速箱定位工装内的启动电机向下将启动电机齿轮压紧在启动电机轴上；
70.向上抬起手柄7，此时启动电机齿轮已经安装在启动电机轴上，随启动电机移出启动电机齿轮定位工装；
71.拆开快拆锁9，取出装好齿轮的启动电机并放置在指定位置常温冷却15min-20min至常温，完成齿轮热装。
72.实施例2
73.无人机发动机的减速箱的齿轮热装方法包括以下步骤：
74.将减速箱齿轮定位工装安装在通用手动压力机的底座1上；
75.打开快拆锁9，将减速箱安装在启动电机/减速箱定位工装上，安装好后锁紧快拆锁9；
76.加热减速箱齿轮2min-3min温度升至1000℃-1300℃；
77.迅速将加热好的减速箱齿轮放入减速箱齿轮定位工装内；
78.向下扳动手柄7，手柄7连接的齿轮将带动齿条8向下移动，齿条8带动启动电机/减速箱定位工装内的减速箱向下将减速箱齿轮压紧在减速箱主轴上；
79.向上抬起手柄7，此时减速箱齿轮已经安装在减速箱主轴上，随减速箱移出减速箱齿轮定位工装；
80.拆开快拆锁9，取出装好齿轮的减速箱并放置在指定位置常温冷却 15min-20min至常温，完成齿轮热装。
81.在上述具体实施方式中，本发明所提供的用于无人机活塞发动机的齿轮热装设备及齿轮热装方法，在设计及加工齿轮过程中按装配轴下差加工，在装配时，通过高温加热齿轮，使得齿轮内孔膨胀到装配尺寸，通过本文提供的设备将齿轮压装到装配轴上，在常温冷却后，齿轮轴孔尺寸恢复至下差，从而与装配轴实现紧密配合。这样，由于发动机工作温度远低于齿轮装配时的加热温度，故而在发动机长时间工作下，齿轮不会因高温失效，从而提高发动机的可靠性进而提高了飞行器的可靠性。同时，该齿轮热装设备可以简单、快速的装配齿轮，提高了生产效率。解决了发动机齿轮安装效果较差而导致的发动机工作能力较差的技术问题。
82.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及
“”
也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
83.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的
情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
84.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向旋转90度或者在其它方向并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
85.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装设备，其特征在于，所述齿轮热装设备包括：压力机，所述压力机包括底座(1)、安装于所述底座(1)的连接竖板(2)，以及设置于所述连接竖板(2)上的横向悬臂(3)，所述横向悬臂(3)位于所述底座(1)的上方；升降臂，所述升降臂沿竖直方向可滑动地安装于所述横向悬臂(3)；第一定位工装(4)，所述第一定位工装(4)安装于所述底座(1)上，所述第一定位工装(4)开始有安装槽位(5)，待安装齿轮(10)放置于所述安装槽位(5)内；第二定位工装(6)，所述第二定位工装(6)安装于所述升降臂的底端，与所述待安装齿轮(10)配合的待安装设备(11)可拆卸地安装于所述第二定位工装(6)上；所述升降臂在动力部件的驱动下沿竖直方向上下运动，且在所述升降臂运动至最低位置时，所述待安装齿轮(10)压装入所述待安装设备(11)的安装孔内。2.根据权利要求1所述的齿轮热装设备，其特征在于，所述动力部件包括：手柄(7)；齿轮，所述齿轮与所述手柄(7)相连接，并在所述手柄(7)的驱动下旋转；齿条(8)，所述齿条(8)形成所述升降臂，所述齿条(8)与所述齿轮相啮合。3.根据权利要求2所述的齿轮热装设备，其特征在于，所述第二定位工装(6)焊接于所述齿条(8)的底部。4.根据权利要求3所述的齿轮热装设备，其特征在于，还包括快拆锁(9)，所述待安装设备(11)通过所述快拆锁(9)安装于所述第二定位工装(6)上。5.根据权利要求4所述的齿轮热装设备，其特征在于，所述快拆锁(9)通过点焊安装于所述第二定位工装(6)上。6.根据权利要求4所述的齿轮热装设备，其特征在于，所述待安装设备(11)为减速箱或发动机的启动电机。7.一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将第一定位工装(4)安装于压力机的底座(1)上，将第二定位工装(6)安装于压力机的升降臂的底端；打开快拆锁(9)，将待安装设备(11)安装在第二定位工装(6)安装上，安装完毕后锁紧快拆锁(9)；持续加热待安装齿轮(10)第一预设时长，并使得所述待安装齿轮(10)的温度升至预设温度；迅速将加热至预设温度的所述待安装齿轮(10)放入所述第一定位工装(4)的安装槽位(5)内；向下扳动手柄(7)，以驱动与手柄(7)连接的齿轮转动，从而驱动与齿轮啮合的齿条(8)向下移动，齿条(8)带动待安装设备(11)向下运动，直至将待安装齿轮(10)压紧在待安装设备(11)的齿轮装配轴上；向上抬起手柄(7)，安装于待安装设备(11)上的待安装齿轮(10)，随待安装设备(11)移出第一定位工装(4)；拆开快拆锁(9)，取出安装完毕的待安装设备(11)，并常温冷却第二预设时长至常温。8.根据权利要7所述的齿轮热装方法，其特征在于，所述第一预设时长为2min-3min。9.根据权利要7所述的齿轮热装方法，其特征在于，所述预设温度为1000℃-1300℃。
10.根据权利要7所述的齿轮热装方法，其特征在于，所述第二预设时长为15min-20min。

技术总结
本发明公开了一种用于无人机活塞发动机的齿轮热装设备及齿轮热装方法，所述齿轮热装设备包括：压力机；升降臂，所述升降臂沿竖直方向可滑动地安装于所述横向悬臂；第一定位工装，所述第一定位工装安装于所述底座上，所述第一定位工装开始有安装槽位，待安装齿轮放置于所述安装槽位内；第二定位工装，所述第二定位工装安装于所述升降臂的底端，与所述待安装齿轮配合的待安装设备可拆卸地安装于所述第二定位工装上；所述升降臂在动力部件的驱动下沿竖直方向上下运动，且在所述升降臂运动至最低位置时，所述待安装齿轮压装入所述待安装设备的安装孔内。解决现有技术中存在的齿轮采用胶接或过盈连接而导致的容易产生连接失效的技术问题。技术问题。技术问题。


技术研发人员：蔡茂林 郭向群 余猛 李群 常建 杨承章 刘凡宾 辛浩达 马国鹏 姜昊坤
受保护的技术使用者：江西壮龙无人机科技有限公司
技术研发日：2022.04.01
技术公布日：2022/5/25