專利名稱：差速型船用平旋推進裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于船舶推進及操縱技術領域，特別涉及將船舶主機發(fā)出的有效功率 轉(zhuǎn)換為船舶前進所需推力的一種差速型船用平旋推進裝置。
背景技術：
現(xiàn)有船舶的推進裝置主要由主機、減速器(離合器)、軸系和螺旋槳等構(gòu)成，螺旋 槳軸為水平狀態(tài)布置，主機發(fā)出的有效功率通過減速裝置及軸系傳遞到螺旋槳上，使螺旋 槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生水動力，推動船舶前進。由于螺旋槳是在Y-Z平面(船長方向定義為X、船寬方 向為Y、船舶垂向高度方向為Z)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其直經(jīng)受到船舶吃水的限制，而螺旋槳直經(jīng)越小， 旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力便越小。所以，在淺水地區(qū)，此類螺旋槳船舶的推進效率極低，不可避免地， 其操縱性也較差。目前出現(xiàn)一種直翼推進器(Voith Water Tractor)，也稱擺線平旋推進器，其是一 種回轉(zhuǎn)軸為豎直安置的具有優(yōu)良操縱性的船用推進裝置，它由安裝在旋轉(zhuǎn)盤下面的數(shù)個垂 直槳葉組成，旋轉(zhuǎn)盤在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，槳葉隨轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動的同時由一套平面連桿機構(gòu)控 制繞自身軸線按一定規(guī)律進行擺動，其葉片的弦線與旋轉(zhuǎn)速度方向的交角通常按照廣義擺 線曲線變化以產(chǎn)生方向一致的推力。這種推進器具有水力剖面面積大，水流旋轉(zhuǎn)損失小而 槳葉翼型優(yōu)良的優(yōu)點。此外，該類推進器具有舵槳合一的功能，船舶由此可獲得極其優(yōu)良的 操縱性和機動性。但由于這種推進器的結(jié)構(gòu)比較復雜，且槳葉在擺動時會產(chǎn)生較大的角加 速度，從而影響了槳葉在水中運動時的流體動力性能并導致其推進效率降低，故該推進裝 置僅在少數(shù)操縱性要求較高的船舶上使用，應用范圍受限。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型公開了一種差速型船用平旋推進裝置，該船用平旋推進裝置具有強大 的系柱拉力、較高的推進效率以及優(yōu)良的操縱性能，并具有舵槳合一的功能，可作為各類船 舶的拖帶、推進、操縱(含側(cè)推)及動力定位裝置使用。為達到上述目的，本實用新型采取以下技術方案差速型船用平旋推進裝置，其包 括原動機、機座、轉(zhuǎn)動盤、主軸、舵機、舵軸、中心齒輪、傳動件、槳葉齒輪、槳葉，原動機的輸 出軸與主軸連動，主軸下端與機座轉(zhuǎn)動配合，機座下方設置轉(zhuǎn)動盤，轉(zhuǎn)動盤呈內(nèi)部中空狀， 轉(zhuǎn)動盤的頂面與主軸固定相連；主軸呈中空狀，內(nèi)部穿伸舵軸，舵軸上端固接處于主軸之外 的舵機，舵軸下端穿過轉(zhuǎn)動盤的頂面及處于轉(zhuǎn)動盤內(nèi)的中心齒輪后，與轉(zhuǎn)動盤的底面轉(zhuǎn)動 配合，舵軸與轉(zhuǎn)動盤的頂面活動式配合，舵軸與中心齒輪固接；轉(zhuǎn)動盤內(nèi)還轉(zhuǎn)動配合數(shù)根槳 葉轉(zhuǎn)軸，槳葉轉(zhuǎn)軸與主軸相平行，數(shù)根槳葉轉(zhuǎn)軸以中心齒輪為中心沿圓周方向布設，槳葉轉(zhuǎn) 軸橫穿并固接槳葉齒輪；槳葉齒輪通過傳動件與中心齒輪連動，槳葉轉(zhuǎn)軸一端與處于轉(zhuǎn)動 盤外的槳葉固接，轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動一周，槳葉繞自身軸線旋轉(zhuǎn)半周。優(yōu)選的，傳動件是過橋齒輪，過橋齒輪通過軸承轉(zhuǎn)動配合于轉(zhuǎn)動盤內(nèi)的過橋齒輪 軸，所述過橋齒輪軸與主軸相平行，數(shù)根過橋齒輪軸以中心齒輪為中心沿圓周方向布設。[0007]優(yōu)選的，過橋齒輪軸、槳葉轉(zhuǎn)軸各設置數(shù)根，相對應地，過橋齒輪、槳葉齒輪、槳葉 也各設置數(shù)根。優(yōu)選的，傳動件是齒型帶。優(yōu)選的，傳動件是鏈條。優(yōu)選的，原動機的輸出軸通過一聯(lián)軸器與一錐齒輪連動，錐齒輪與一傳動齒輪相 嚙合，錐齒輪與傳動齒輪處于一齒輪箱內(nèi)，齒輪箱固定安裝于所述機座之上；傳動齒輪的中 部橫穿并固接所述的主軸，主軸與齒輪箱轉(zhuǎn)動配合。優(yōu)選的，主軸與齒輪箱及機座間各通過裝配軸承以轉(zhuǎn)動配合。優(yōu)選的，原動機的輸出軸通過一圓柱齒輪與一傳動齒輪相嚙合，圓柱齒輪與傳動 齒輪處于一齒輪箱內(nèi)，齒輪箱固定安裝于所述機座之上；傳動齒輪的中部橫穿并固接所述 的主軸，主軸與齒輪箱轉(zhuǎn)動配合。優(yōu)選的，原動機采用直驅(qū)式電動機或液壓馬達直接帶動主軸。優(yōu)選的，槳葉采用全對稱翼型結(jié)構(gòu)。本實用新型差速型船用平旋推進裝置的推力方向可在360度內(nèi)變化，具有舵槳合 一的功能，并具有水動力效率高、能耗低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕等諸多優(yōu)點。

圖1是實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實施例一的局部結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3是實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是實施例四的局部結(jié)構(gòu)剖視圖。圖6是槳葉橫截面的結(jié)構(gòu)圖。圖7是另一種槳葉橫截面的結(jié)構(gòu)圖。圖中1-原動機、2-聯(lián)軸器、3-齒輪箱、4-機座、5-轉(zhuǎn)動盤、6-主軸、7-舵機、8-中 心齒輪、9-過橋齒輪、10-槳葉齒輪、11-槳葉、12-船體機座、13-舵軸、14-軸承、15-軸承、 16-齒輪、17-鏈條或齒型帶。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例作詳細說明。實施例一如圖1、2所示，差速型船用平旋推進裝置包括原動機1、聯(lián)軸器2、齒輪 箱3、機座4、轉(zhuǎn)動盤5、主軸6、舵機7、中心齒輪8、過橋齒輪9、槳葉齒輪10、槳葉11、船體機 座12、舵軸13，原動機1可采用柴油機、電動機、油馬達等，原動機1的輸出軸通過聯(lián)軸器2 與齒輪箱3內(nèi)的內(nèi)錐齒輪31相連而連動，內(nèi)錐齒輪31與傳動齒輪32相嚙合，傳動齒輪32 也處于齒輪箱3內(nèi)，齒輪箱3固定安裝于機座4之上。傳動齒輪32的中部橫穿主軸6，傳動齒輪32與主軸6相固接而連動，主軸6的上 下兩端伸出齒輪箱3之外，下端穿過機座4，主軸6與齒輪箱3及機座4的接觸部分別裝有 軸承14、15，以轉(zhuǎn)動配合。機座4與船體機座12固定相連，機座4下方設有轉(zhuǎn)動盤5，轉(zhuǎn)動盤5呈扁形圓柱狀，其內(nèi)部形成空腔。圓柱形轉(zhuǎn)動盤5的中軸線與主軸6的中軸線處于同一直線上，且轉(zhuǎn)動 盤5的頂面與主軸6的下端固定相連。主軸6呈中空狀，其內(nèi)部軸向穿伸舵軸13，舵軸13的上端伸出主軸6之外，并與舵 機7相連，而下端穿過轉(zhuǎn)動盤5的頂面中部通孔及中心齒輪8的中部后，與轉(zhuǎn)動盤5的底面 內(nèi)壁轉(zhuǎn)動配合，中心齒輪8處于轉(zhuǎn)動盤5內(nèi)中部，舵軸13與轉(zhuǎn)動盤5的頂面不接觸，而與中 心齒輪8則相固接而連動。轉(zhuǎn)動盤5內(nèi)轉(zhuǎn)動配合數(shù)根轉(zhuǎn)軸91，轉(zhuǎn)軸91與主軸6相平行，數(shù)根轉(zhuǎn)軸91以中心齒 輪8為中心沿圓周方向均布。轉(zhuǎn)軸91橫穿過橋齒輪9的中部，轉(zhuǎn)軸91與過橋齒輪9相固 接而連動，數(shù)個過橋齒輪9規(guī)格相同，且都與中心齒輪8相嚙合。轉(zhuǎn)動盤5內(nèi)還轉(zhuǎn)動配合數(shù)根槳葉轉(zhuǎn)軸111，槳葉轉(zhuǎn)軸111與主軸6相平行，數(shù)根槳 葉轉(zhuǎn)軸111以中心齒輪8為中心沿圓周方向均布。槳葉轉(zhuǎn)軸111橫穿槳葉齒輪10的中部， 槳葉轉(zhuǎn)軸111與槳葉齒輪10相固接而連動。數(shù)個槳葉齒輪10的規(guī)格相同，且分別與數(shù)個 過橋齒輪9相嚙合。槳葉轉(zhuǎn)軸111的下端與槳葉11的上端中部固接，槳葉處于轉(zhuǎn)動盤5的 底面之外。槳葉11采用全對稱翼型結(jié)構(gòu)，圖6、7分別顯示了兩種不同的槳葉結(jié)構(gòu)。參見圖 6槳葉的橫截面圖，槳葉11的橫截面呈帶有兩尖頭的指針形，每一尖頭的兩側(cè)邊呈弧形，一 弧形邊較長，另一弧形邊較短，兩尖頭相對稱且分別指向異側(cè)。當該槳葉沿順時針方向轉(zhuǎn)動 時，其導邊更容易“吃水”。圖7顯示了另一種槳葉結(jié)構(gòu)，根據(jù)槳葉11的橫截面，其呈帶有 兩尖頭的指針形，每一尖頭的兩側(cè)邊呈弧形，兩弧形邊相對稱，兩尖頭相對稱且分別指向異 側(cè)。槳葉11的擺動規(guī)律為勻速轉(zhuǎn)動，槳葉11自轉(zhuǎn)角速度為旋轉(zhuǎn)盤5 (公轉(zhuǎn))的一半。動力由原動機1通過聯(lián)軸器2輸入至齒輪箱3內(nèi)的齒輪組，經(jīng)錐齒輪減速變向后 帶動主軸6及轉(zhuǎn)動盤5旋轉(zhuǎn)，數(shù)個槳葉11隨轉(zhuǎn)動盤5轉(zhuǎn)動，與此同時，數(shù)個槳葉11在齒輪 8、9、10的傳動作用下，也繞自身的軸線勻速旋轉(zhuǎn)。槳葉齒輪10的直徑為中心齒輪8直徑的 一倍，轉(zhuǎn)動盤5轉(zhuǎn)動一周，槳葉11繞自身軸線旋轉(zhuǎn)半周，如此形成槳葉與轉(zhuǎn)動盤之間的差速 狀態(tài)。由于槳葉采用全對稱翼型，因此轉(zhuǎn)動盤每旋轉(zhuǎn)一周，其導邊隨邊交替一次，如此周而 復始。槳葉11在隨轉(zhuǎn)動盤5轉(zhuǎn)動的過程中，在水中形成方向一致的推力，以推動船體行進。 而當舵機7帶動中心齒輪8旋轉(zhuǎn)時，槳葉11在水中形成的推力方向也隨之同步改變。實施例二 參見圖3，原動機1的輸出軸與圓柱齒輪16的中部固接而連動，齒輪16 與傳動齒輪32，齒輪16、傳動齒輪32處于齒輪箱3內(nèi)。本實施例其它內(nèi)容參考實施例一。實施例三參見圖4，原動機采用直驅(qū)式電動機或液壓馬達直接帶動主軸，從而省 卻了主傳動機構(gòu)，進一步簡化推進器的結(jié)構(gòu)。本實施例其它內(nèi)容參考實施例一。實施例四參見圖5，中心齒輪8通過鏈條或齒型帶等傳動機構(gòu)17與槳葉齒輪10 連動。本實施例其它內(nèi)容參考實施例一。本實用新型可使水力轉(zhuǎn)換效率大大提高，減少了能耗，尤其對于受吃水及航道限 制的內(nèi)河船舶來說，其效益更加明顯。本實用新型便于安裝及拆卸，具有良好的操縱性能、 航行性能、倒車性能。本領域的普通技術人員應當認識到，本實用新型并不限于上述實施例，任何對本 實用新型的變換、變型都落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.差速型船用平旋推進裝置，其特征是包括原動機、機座、轉(zhuǎn)動盤、主軸、舵機、舵軸、中 心齒輪、傳動件、槳葉齒輪、槳葉，原動機的輸出軸與主軸連動，主軸下端與機座轉(zhuǎn)動配合， 機座下方設置轉(zhuǎn)動盤，轉(zhuǎn)動盤呈內(nèi)部中空狀，轉(zhuǎn)動盤的頂面與主軸固定相連；主軸呈中空 狀，內(nèi)部穿伸舵軸，舵軸上端固接處于主軸之外的舵機，舵軸下端穿過轉(zhuǎn)動盤的頂面及處于 轉(zhuǎn)動盤內(nèi)的中心齒輪后，與轉(zhuǎn)動盤的底面轉(zhuǎn)動配合，舵軸與轉(zhuǎn)動盤的頂面活動式配合，舵軸 與中心齒輪固接；轉(zhuǎn)動盤內(nèi)還轉(zhuǎn)動配合數(shù)根槳葉轉(zhuǎn)軸，槳葉轉(zhuǎn)軸與主軸相平行，數(shù)根槳葉轉(zhuǎn) 軸以中心齒輪為中心沿圓周方向布設，槳葉轉(zhuǎn)軸橫穿并固接槳葉齒輪；槳葉齒輪通過傳動 件與中心齒輪連動，槳葉轉(zhuǎn)軸一端與處于轉(zhuǎn)動盤外的槳葉固接，轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動一周，槳葉繞自 身軸線旋轉(zhuǎn)半周。
2.如權(quán)利要求1所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述的傳動件是過橋齒 輪，過橋齒輪通過軸承轉(zhuǎn)動配合于轉(zhuǎn)動盤內(nèi)的過橋齒輪軸，所述過橋齒輪軸與主軸相平行， 數(shù)根過橋齒輪軸以中心齒輪為中心沿圓周方向布設。
3.如權(quán)利要求2所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述過橋齒輪軸、槳葉轉(zhuǎn) 軸各設置數(shù)根，相對應地，過橋齒輪、槳葉齒輪、槳葉也各設置數(shù)根。
4.如權(quán)利要求1所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述的傳動件是齒型帶。
5.如權(quán)利要求1所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述的傳動件是鏈條。
6.如權(quán)利要求1所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述原動機的輸出軸通 過一聯(lián)軸器與一錐齒輪連動，錐齒輪與一傳動齒輪相嚙合，錐齒輪與傳動齒輪處于一齒輪 箱內(nèi)，齒輪箱固定安裝于所述機座之上；傳動齒輪的中部橫穿并固接所述的主軸，主軸與齒 輪箱轉(zhuǎn)動配合。
7.如權(quán)利要求6所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述主軸與齒輪箱及機 座間各通過裝配軸承以轉(zhuǎn)動配合。
8.如權(quán)利要求1所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述原動機的輸出軸通 過一圓柱齒輪與一傳動齒輪相嚙合，圓柱齒輪與傳動齒輪處于一齒輪箱內(nèi)，齒輪箱固定安 裝于所述機座之上；傳動齒輪的中部橫穿并固接所述的主軸，主軸與齒輪箱轉(zhuǎn)動配合。
9.如權(quán)利要求1所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是原動機采用直驅(qū)式電動 機或液壓馬達直接帶動主軸。
10.如權(quán)利要求1所述的差速型船用平旋推進裝置，其特征是所述槳葉采用全對稱翼 型結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了差速型船用平旋推進裝置，原動機帶動主軸，主軸與機座轉(zhuǎn)動配合，機座設置轉(zhuǎn)動盤，轉(zhuǎn)動盤呈部中空，轉(zhuǎn)動盤頂面與主軸固接；主軸內(nèi)部穿伸舵軸，舵軸上端固接舵機，舵軸下端穿過轉(zhuǎn)動盤及處于轉(zhuǎn)動盤內(nèi)的中心齒輪后，與轉(zhuǎn)動盤底面轉(zhuǎn)動配合，舵軸與轉(zhuǎn)動盤頂面活動配合，舵軸與中心齒輪固接；轉(zhuǎn)動盤內(nèi)還轉(zhuǎn)動配合數(shù)根槳葉轉(zhuǎn)軸，槳葉轉(zhuǎn)軸與主軸相平行，數(shù)根槳葉轉(zhuǎn)軸以中心齒輪為中心沿圓周方向布設，槳葉轉(zhuǎn)軸橫穿并固接槳葉齒輪；槳葉齒輪通過傳動件與中心齒輪連動，槳葉轉(zhuǎn)軸一端與處于轉(zhuǎn)動盤外的槳葉固接，轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)動一周，槳葉繞自身軸線旋轉(zhuǎn)半周。本實用新型差速型船用平旋推進裝置具有水動力效率高、能耗低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等優(yōu)點。
文檔編號B63H25/14GK201914445SQ20102061313
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者黃佳林 申請人:杭州風光科技有限公司