專(zhuān)利名稱(chēng)：船舶推進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶推進(jìn)裝置，特別是利用行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，使輸出端的推進(jìn)槳板，在工作時(shí)與水平面始終保持垂直狀態(tài)的明輪式船舶推進(jìn)裝置。
根據(jù)國(guó)防工業(yè)出版社出版的“船舶推進(jìn)”一書(shū)第一章第一頁(yè)“緒論”介紹，常見(jiàn)的船舶推進(jìn)裝置有槳、櫓、篙、帆、明輪及螺旋槳等。其中，目前使用最廣的螺旋槳推進(jìn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，嚴(yán)重阻礙船舶向高速化發(fā)展，并且也不宜在淺水航道中使用。另一種傳統(tǒng)的明輪推進(jìn)裝置，由于其多片槳板均以輻射狀的方式沿徑向固定在明輪主軸的周?chē)?，一旦槳板損壞時(shí)不好更換，特別是在工作中，各槳板依次入水時(shí)，會(huì)相繼產(chǎn)生拍水，出水時(shí)又造成提水的現(xiàn)象，損耗一部分能量，所以效率較低。
本發(fā)明的目的是提供一種新型明輪式船舶推進(jìn)裝置，它能提高效率使船舶在高速平穩(wěn)行駛時(shí)還可節(jié)約能源，特別是解決了船舶在內(nèi)河淺水航道上行駛困難的問(wèn)題。
根據(jù)機(jī)械工業(yè)部出版社出版的“現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)”手冊(cè)第九章第265頁(yè)“漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)”介紹，眾所周知的行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)主要用于機(jī)器或機(jī)械中的增速減速，在航空、起重、冶金等多種設(shè)備中起變速作用。其主要元件有中心齒輪、行星齒輪和行星架等。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用新型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，它是由中心齒輪、中間齒輪、行星齒輪、行星齒輪箱、行星齒輪箱蓋及槳板等主要部件組成。此外還包括中心齒輪支承軸、中間齒輪支承軸、行星齒輪支承軸以及軸承和密封件等。中心齒輪固定在中心齒輪支承軸上。工作時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)行星齒輪通過(guò)多個(gè)中間齒輪的嚙合均勻地分布在其周?chē)瑯?gòu)成一個(gè)有別于傳統(tǒng)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的新型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。中心齒輪支承軸、多根中間齒輪支承軸和多根行星齒輪支承軸的兩端均通過(guò)軸承支承在行星齒輪箱與箱蓋的相應(yīng)孔中。當(dāng)外力驅(qū)動(dòng)外殼呈圓形的行星齒輪箱圍繞中心齒輪支承軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就能使各個(gè)行星齒輪在圍繞中心齒輪公轉(zhuǎn)的同時(shí)繞各自的軸心線逆向自轉(zhuǎn)，當(dāng)行星齒輪和中心齒輪的輪齒模數(shù)、壓力角等參數(shù)和齒數(shù)完全一樣時(shí)，即行星齒輪與中心齒輪的傳動(dòng)比為1∶1時(shí)。則固定在多根行星齒輪支承軸輸出端上的多個(gè)槳板，就可始終保持與水面呈垂直的狀態(tài)依次入水、劃動(dòng)、出水。在不產(chǎn)生拍水和提水的狀態(tài)下，推動(dòng)船舶前進(jìn)或后退。由于槳板在入水、劃水、出水的整個(gè)過(guò)程中始終保持垂直狀態(tài)，則槳板板面產(chǎn)生的推水(水的反作用力)始終保持與船舶航行的方向一致，沒(méi)有拍水、提水等造成的能量損耗。因此可提高本推進(jìn)裝置的效率，并可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，推動(dòng)船舶高速航行。此外多根行星齒輪支承軸輸出端上均裝有槳板，使在水中工作的槳板始終至少有1個(gè)以上，并連續(xù)不斷地入水出水，故推動(dòng)船舶前進(jìn)后退時(shí)十分平穩(wěn)。由于該裝置可固定在船舶的兩側(cè)或尾部，則克服了傳統(tǒng)明輪推進(jìn)裝置效率低，螺旋槳推進(jìn)裝置不可高速運(yùn)轉(zhuǎn)的缺陷。此外，該船舶推進(jìn)裝置的水平中心軸線以上部分是暴露在水面之上，只有水平中心軸心線以下的槳板才浸沒(méi)在水中推動(dòng)，并同時(shí)可有幾個(gè)槳板工作，因此該船舶推進(jìn)裝置的直徑可以做得較小，故可在淺水航道中使用，解決了內(nèi)河航道冬天枯水季節(jié)水位淺，使用螺旋槳推進(jìn)的船舶不宜航行的難題。
本發(fā)明通過(guò)改變固定在中心軸上中心齒輪的初始位置，就可同時(shí)改變各個(gè)行星齒輪支承軸外端槳板與水平面的位置。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明船舶推進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的主視圖。
圖2是本發(fā)明船舶推進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的右視圖。
圖3是本發(fā)明船舶推進(jìn)裝置工作部件槳板的主視圖。
圖4是本發(fā)明船舶推進(jìn)裝置工作部件槳板的左視圖。
圖5是本發(fā)明船舶推進(jìn)裝置用于船尾的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
在圖1、圖2中，該船舶推進(jìn)裝置的中心齒輪軸(1)上固定有可拆卸連接的中心齒輪(2)，多個(gè)行星齒輪(4)均勻地分布在其周?chē)ㄟ^(guò)多個(gè)中間齒輪(3)與中心齒輪(2)嚙合。中心齒輪(2)、中間齒輪(3)與行星齒輪(4)的輪齒參數(shù)必須一樣，特別是中心齒輪(2)的齒數(shù)與行星齒輪(4)的齒數(shù)必須相同，即行星齒輪(4)與中心齒輪(2)的傳動(dòng)比保證為1∶1。中間齒輪(3)的齒數(shù)可與它們相同也可不相同。多個(gè)中間齒輪(3)、多個(gè)行星齒輪(4)也都是采用可拆固定連接，安裝在多根中間齒輪支承軸(5)上和多根行星齒輪支承軸(6)上。而中心齒輪支承軸(1)、中間齒輪支承軸(5)和行星齒輪支承軸(6)兩端相應(yīng)部分，通過(guò)軸承支承在行星齒輪箱(7)和行星齒輪蓋板(8)的相應(yīng)孔中。行星齒輪箱(7)與行星齒輪箱蓋板(8)之間采用可拆固定連接。行星齒輪箱外殼呈圓柱形，其上可固定齒輪、鏈輪、皮帶輪等機(jī)械傳動(dòng)件由外力驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。行星齒輪支承軸(6)的一端伸在行星齒輪箱蓋(8)外，其端面上圓周分布多個(gè)內(nèi)螺紋孔，通過(guò)螺栓與槳板(9)支承部分(91)上的多個(gè)螺栓孔固定連接。
本船舶推進(jìn)裝置的運(yùn)動(dòng)原理是將中心齒輪支承軸的伸出端固定在船舶兩側(cè)相應(yīng)部分，并使軸心線O1O2位于水平面平齊或以上，行星齒輪箱內(nèi)的中心齒輪(2)固定不動(dòng)，用外力驅(qū)動(dòng)行星齒輪箱(7)及與其固定連接的行星齒輪箱蓋(8)圍繞中心齒輪支承軸的軸心線O1O2旋轉(zhuǎn)時(shí)，則支承在它們內(nèi)部的行星齒輪(4)、中間齒輪(3)則也在圍繞軸心線O1O2公轉(zhuǎn)的同時(shí)，各自還圍繞自己的軸心線自轉(zhuǎn)，由于各行星齒輪(4)的齒數(shù)均與中心齒輪(2)的齒數(shù)完全相等，即其傳動(dòng)比為1∶1，并通過(guò)中間齒輪(3)的反向作用，實(shí)際上各行星齒輪(4)在圍繞軸心線O1O2公轉(zhuǎn)一周的同時(shí)，還圍繞各自的軸心線反向自轉(zhuǎn)一周，其實(shí)質(zhì)是各個(gè)行星齒輪(4)在工作中圍繞軸心線O1O2作平面運(yùn)動(dòng)。即任何一個(gè)行星齒輪上任意兩點(diǎn)連成的直徑均圍繞軸心線O1O2作平行運(yùn)動(dòng)。這樣與行星齒輪(4)固定連接的行星齒輪支承軸(6)伸出端外的槳板(9)也同時(shí)圍繞軸心線O1O2作平面運(yùn)動(dòng)。如果將各槳板的初始位置調(diào)整成與水平面成垂直的位置，則驅(qū)動(dòng)行星齒輪箱(7)圍繞軸心線O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其外部軸心線O1O2以下的各個(gè)槳板均在入水、劃水、出水的各個(gè)階段均保持與水平面呈垂直的狀態(tài)圍繞軸心線O1O2作平面運(yùn)動(dòng)，槳板利用水的反作用力就會(huì)推動(dòng)船舶前進(jìn)或后退(行星齒輪箱(7)圍繞軸心線O1O2反轉(zhuǎn)即可)。而位于軸心線O1O2以上的槳板則暴露在空氣中，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于水的密度，因此該損耗可很小。
本實(shí)施例中，將每個(gè)中間齒輪(3)在與中心齒輪(2)嚙合的同時(shí)再與相鄰的兩個(gè)行星齒輪(4)相嚙合，其目的除保證行星齒輪(4)的反向外，還能使整個(gè)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在提高輪齒承載能力的前提下結(jié)構(gòu)更加緊湊。
本實(shí)施例中的圖3、圖4所示為明輪式船舶推進(jìn)裝置的工作部件槳板的主視圖及左視圖。槳板由支承部分(91)和推進(jìn)部分(93)組合成一個(gè)整體。其特征(91)為圓盤(pán)形，(92)為圓盤(pán)上圓周分布的多個(gè)通孔，用于通過(guò)多個(gè)螺栓，將圓盤(pán)固定在行星齒輪支承軸(6)伸出端端面圓周相應(yīng)的內(nèi)螺紋孔位置上，其目的是一旦某個(gè)槳板在工作中損壞，即可對(duì)其拆下更換。(93)為槳板的推進(jìn)部分，其特征是長(zhǎng)方板體的上、下端端部均為流線型，其目的是減少槳板入水和出水時(shí)的阻力。
此外，各行星齒輪(4)、中間齒輪(3)與各行星齒輪支承軸(6)、各中間齒輪支承軸(5)及中心齒輪(2)與中心齒輪支承軸(1)之間的聯(lián)接均采用可拆固定聯(lián)接，其目的是為了一旦某個(gè)齒輪損壞，只要對(duì)其更換即可，還可以比制成整體的齒輪軸節(jié)省材料。
另外，在各個(gè)支承軸與行星齒輪箱(7)及行星齒輪箱蓋(8)的相應(yīng)孔之間均采用軸承支承，并置有密封圈以防止水和污物進(jìn)入箱內(nèi)。
用以說(shuō)明本船舶推進(jìn)裝置安裝在船尾的第二種實(shí)施方式，其傳動(dòng)方式圖5與圖1、圖2基本相同，只是行星齒輪箱體的兩側(cè)均分布有槳板(9)，并且中心齒輪支承軸(1)的兩端均伸在行星齒輪箱體以外，用于支撐在船舶尾部相應(yīng)的位置上。
本發(fā)明明輪式船舶推進(jìn)裝置，可廣泛應(yīng)用于各種船舶，既可用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，也可用人力驅(qū)動(dòng)，當(dāng)用于航道狹窄時(shí)可用尾置型雙側(cè)槳板明輪推進(jìn)裝置，當(dāng)要求船舶航行平穩(wěn)而又高速時(shí)，可采用兩個(gè)單側(cè)槳板明輪推進(jìn)裝置安裝在船舶的左、右兩舷，甚至可采用船舶兩側(cè)舷外前后均裝的四輪驅(qū)動(dòng)的形式，使船舶成為水上巴士，讓輪船成為真正意義上的輪船。
權(quán)利要求
1．一種船舶推進(jìn)裝置，由中心齒輪(2)、中間齒輪(3)、行星齒輪(4)、中心齒輪支承軸(1)、中間齒輪支承軸(5)、行星齒輪支承軸(6)、行星齒輪箱(7)、行星齒輪箱蓋(8)、槳板(9)組成；其特征在于相鄰兩個(gè)行星齒輪(4)通過(guò)同一個(gè)中間齒輪(3)與中心齒輪(2)相嚙合，構(gòu)成行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；中心齒輪(2)、中間齒輪(3)與行星齒輪(4)的輪齒參數(shù)相同，行星齒輪(4)的齒數(shù)與中心齒輪(2)的齒數(shù)相等；多根行星齒輪支承軸(6)、多根中間齒輪支承軸(5)、中心齒輪支承軸(1)分別與多個(gè)行星齒輪(4)、多個(gè)中間齒輪(3)、中心齒輪(2)采用可拆固定連接，并通過(guò)軸承和密封圈支承在行星齒輪箱(7)和行星齒輪箱蓋(8)相應(yīng)孔的位置上，多個(gè)槳板(9)在行星齒輪箱蓋(8)外側(cè)與多根行星齒輪支承軸(6)伸出端圓周端面采用可拆固定連接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進(jìn)裝置，其特征在于用于尾置時(shí)，行星齒輪箱(7)和行星齒輪箱蓋(8)外側(cè)均有槳板(9)與行星齒輪支承軸(6)伸出端圓周端面采用可拆固定連接。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶推進(jìn)裝置，其特征在于槳板(9)由圓盤(pán)形的支承部分和長(zhǎng)方板體的推進(jìn)部分組成，圓盤(pán)圓周上有多個(gè)螺釘安裝孔，長(zhǎng)方板體的上下端均呈流線型。
全文摘要
一種明輪式船舶推進(jìn)裝置,它由中心齒輪、中間齒輪、行星齒輪、行星齒輪箱和槳板等組成。中心齒輪工作時(shí)固定不動(dòng),多個(gè)行星齒輪通過(guò)多個(gè)中間齒輪均勻分布在其周?chē)?。?dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪箱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就能使各個(gè)行星齒輪在圍繞中心齒輪公轉(zhuǎn)的同時(shí),繞自己的軸心線逆向自轉(zhuǎn),則固定在行星齒輪輸出軸端上的多個(gè)槳板,就可始終保持與水平面呈垂直的狀態(tài)推動(dòng)船舶進(jìn)退。該裝置克服傳統(tǒng)明輪效率低,螺旋槳不可高速運(yùn)轉(zhuǎn)的缺陷,尤其可在淺水航道中使用。
文檔編號(hào)F16H3/44GK1310119SQ01108120
公開(kāi)日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2001年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月12日
發(fā)明者俞苗根 申請(qǐng)人:俞苗根