專利名稱：超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，屬于船用全回轉(zhuǎn)舵槳和側(cè)推設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
圓錐齒輪傳動(dòng)是船用舵槳及側(cè)推的轉(zhuǎn)換傳動(dòng)方向的關(guān)鍵零件，弧齒圓錐齒輪在推進(jìn)器領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用已經(jīng)超過(guò)60年?，F(xiàn)有齒輪設(shè)計(jì)技術(shù)日趨成熟，主要依靠改善材料的彎曲疲勞極限和齒面接觸疲勞極限來(lái)提高功率密度。但在超大功率水下齒輪箱中，單級(jí)大功率圓錐齒輪不可避免的會(huì)造成齒輪尺寸大、加工難、齒輪箱體積大、水下阻力大等一系列問題。目前國(guó)外齒輪傳動(dòng)設(shè)備單機(jī)最大功率5. 5兆瓦，更大功率產(chǎn)品不得不改用電力吊艙推進(jìn)，而國(guó)產(chǎn)同類設(shè)備僅實(shí)現(xiàn)2. 5兆瓦?？傊X輪瓶頸是該類裝備朝更高功率發(fā)展的最主要障礙。面對(duì)現(xiàn)實(shí)差距一方面要求在材料冶金和加工精度領(lǐng)域攻堅(jiān)克難，另一方面也應(yīng)考慮優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從新的方向上創(chuàng)新，以彌補(bǔ)固有短板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，特點(diǎn)是包括動(dòng)力輸入軸、錐齒輪軸和槳軸，所述動(dòng)力輸入軸與錐齒輪軸呈平行布置，均通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，所述動(dòng)力輸入軸和錐齒輪軸上安裝有相嚙合的圓柱齒輪，動(dòng)力輸入軸和錐齒輪軸的端部分別安裝有錐齒輪；所述槳軸通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，槳軸上安裝有浮動(dòng)導(dǎo)套，浮動(dòng)導(dǎo)套的左側(cè)和右側(cè)分別安裝一大齒輪，兩大齒輪面面相對(duì)，左側(cè)的大齒輪與動(dòng)力輸入軸上錐齒輪相嚙合，右側(cè)的大齒輪與錐齒輪軸上錐齒輪相嚙合。進(jìn)一步地，上述的超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，其中，所述左側(cè)的大齒輪、動(dòng)力輸入軸上錐齒輪、右側(cè)的大齒輪和錐齒輪軸上錐齒輪為格里森齒制齒輪或克林根貝爾格齒制齒輪。更進(jìn)一步地，上述的超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，其中，所述大齒輪通過(guò)螺栓固定在浮動(dòng)導(dǎo)套上。再進(jìn)一步地，上述的超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，其中，所述大齒輪與浮動(dòng)導(dǎo)套之間設(shè)有調(diào)整墊片。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在
①為提供單位空間內(nèi)的傳動(dòng)能量密度，減少單個(gè)大齒輪的加工難度，或在加工能力極限范圍內(nèi)提高整套設(shè)備的總體功率，選擇使用同向旋轉(zhuǎn)的兩對(duì)齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)螺距槳軸，兩對(duì)齒輪均采用格里森齒制齒輪或克林根貝爾格齒制齒輪；
②兩對(duì)齒輪同時(shí)傳動(dòng)時(shí)，保證多對(duì)齒輪同時(shí)工作，將功率分流，解決兩對(duì)齒輪同時(shí)工作的載荷分配問題；
③格里森齒制齒輪或克林根貝爾格齒制齒輪，這兩種齒輪對(duì)裝配嚙合區(qū)域的調(diào)整是極其敏感的，而兩對(duì)同時(shí)傳動(dòng)的齒輪給安裝調(diào)整提出更高的要求，同時(shí)裝配空間更加狹小，在結(jié)構(gòu)上給出可行的調(diào)整齒輪嚙合的方法，避免因嚙合不良造成的性能下降；
④兩對(duì)齒輪同時(shí)傳動(dòng)時(shí)，兩對(duì)齒輪分擔(dān)了總的傳遞扭矩，在單個(gè)齒輪傳動(dòng)能力不變的前提下，裝置的總功率達(dá)到翻倍的效果。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明
圖1 :本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2 :圖1的A-A首I]視不意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示,超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱,包括動(dòng)力輸入軸10、錐齒輪軸9和槳軸5，動(dòng)力輸入軸10與錐齒輪軸9呈平行布置，均通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，動(dòng)力輸入軸10和錐齒輪軸9上安裝有相嚙合的圓柱齒輪8，動(dòng)力輸入軸10和錐齒輪軸9的端部分別安裝有錐齒輪；槳軸5通過(guò)軸承6旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，槳軸5上安裝有浮動(dòng)導(dǎo)套2，浮動(dòng)導(dǎo)套2的左側(cè)和右側(cè)分別安裝一大齒輪I，兩大齒輪面面相對(duì)，左側(cè)的大齒輪與動(dòng)力輸入軸上錐齒輪相嚙合，右側(cè)的大齒輪與錐齒輪軸上錐齒輪相嚙合。其中，左側(cè)的大齒輪、動(dòng)力輸入軸上錐齒輪、右側(cè)的大齒輪和錐齒輪軸上錐齒輪為格里森齒制齒輪或克林根貝爾格齒制齒輪，左側(cè)的大齒輪和右側(cè)的大齒輪將功率分流傳遞。大齒輪I通過(guò)螺栓4固定在浮動(dòng)導(dǎo)套2上，大齒輪通過(guò)浮動(dòng)導(dǎo)套平衡軸向受力，大齒輪I與浮動(dòng)導(dǎo)套2之間設(shè)有調(diào)整墊片3。兩對(duì)螺旋錐齒輪參數(shù)一致，輸出旋轉(zhuǎn)方向相同，但齒輪本身的旋向相反。動(dòng)力從動(dòng)力輸入軸10的花鍵上輸入,一對(duì)等速比的圓柱齒輪8將動(dòng)力分配給兩個(gè)錐齒輪軸，此時(shí)動(dòng)力輸入軸上錐齒輪與錐齒輪軸上錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，分別在與大齒輪嚙合后，由于兩大齒輪面對(duì)面安裝，最終對(duì)于槳軸5的旋轉(zhuǎn)方向是一致的。兩對(duì)齒輪的螺旋方向同樣相反，且安裝時(shí)的齒形相位一致，對(duì)于大齒輪I在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生等大方向的軸向派生力。兩個(gè)大齒輪I通過(guò)若干根螺栓4分別安裝在浮動(dòng)導(dǎo)套2上，由于傳動(dòng)產(chǎn)生的是等大反向的力，因此這些力在浮動(dòng)導(dǎo)套上被作為內(nèi)力而抵消。如果其中一個(gè)齒輪承受的負(fù)荷較大，那么在導(dǎo)套上的作用力就不能平衡，并始終趨向于減少不平衡的方向運(yùn)動(dòng)。浮動(dòng)導(dǎo)套2的內(nèi)壁是間隙配合的內(nèi)花鍵，如圖2所示，一方面為槳軸傳遞扭矩，另一方面使兩個(gè)大齒輪在軸向上可以浮動(dòng)，浮動(dòng)調(diào)節(jié)了兩對(duì)齒輪的嚙合位置，產(chǎn)生均載的效果。在此方案中，螺旋槳的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力完全作用在槳軸支撐軸承6上，不與齒輪軸向力發(fā)生疊加，使浮動(dòng)導(dǎo)套的調(diào)節(jié)作用不受外力干擾。在安裝過(guò)程中，先滿足一對(duì)齒輪的嚙合，再調(diào)整第二對(duì)齒輪。通過(guò)調(diào)整墊片3 (水平方向)來(lái)控制兩個(gè)大齒輪之間的間距。通過(guò)調(diào)整墊片7 (垂直方向)來(lái)調(diào)整傳動(dòng)齒輪的相對(duì)位置。安裝時(shí)應(yīng)該注意，兩個(gè)齒輪的齒形相位應(yīng)根據(jù)加工標(biāo)記保持一致。最終調(diào)整好的兩對(duì)齒輪必須有一致的齒輪側(cè)隙和良好的嚙合區(qū)域。并且在臺(tái)架試驗(yàn)一段時(shí)間后進(jìn)行拆檢，了解兩對(duì)齒輪嚙合是否均勻。兩對(duì)齒輪同時(shí)傳動(dòng)時(shí)，理論上兩對(duì)齒輪分擔(dān)了總的傳遞扭矩，在單個(gè)齒輪傳動(dòng)能力不變的前提下，裝置的總功率達(dá)到翻倍的效果。相同功率下，減少了外形尺寸，減小了水下阻力。為提供單位空間內(nèi)的傳動(dòng)能量密度，減少單個(gè)大齒輪的加工難度，或在加工能力極限范圍內(nèi)提高整套設(shè)備的總體功率，選擇使用同向旋轉(zhuǎn)的兩對(duì)齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)螺距槳軸，兩對(duì)齒輪均采用格里森齒制齒輪或克林根貝爾格齒制齒輪。格里森齒制齒輪或克林根貝爾格齒制齒輪，這兩種齒輪對(duì)裝配嚙合區(qū)域的調(diào)整是極其敏感的，而兩對(duì)同時(shí)傳動(dòng)的齒輪給安裝調(diào)整提出更高的要求，同時(shí)裝配空間更加狹小，在結(jié)構(gòu)上給出可行的調(diào)整齒輪嚙合的方法，避免因嚙合不良造成的性能下降。兩對(duì)齒輪同時(shí)傳動(dòng)時(shí)，保證多對(duì)齒輪同時(shí)工作，將功率分流，解決兩對(duì)齒輪同時(shí)工作的載荷分配問題。需要理解到的是以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，其特征在于包括動(dòng)力輸入軸、錐齒輪軸和槳軸，所述動(dòng)力輸入軸與錐齒輪軸呈平行布置，均通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，所述動(dòng)力輸入軸和錐齒輪軸上安裝有相嚙合的圓柱齒輪，動(dòng)力輸入軸和錐齒輪軸的端部分別安裝有錐齒輪；所述槳軸通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，槳軸上安裝有浮動(dòng)導(dǎo)套，浮動(dòng)導(dǎo)套的左側(cè)和右側(cè)分別安裝一大齒輪，兩大齒輪面面相對(duì)，左側(cè)的大齒輪與動(dòng)力輸入軸上錐齒輪相嚙合，右側(cè)的大齒輪與錐齒輪軸上錐齒輪相嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，其特征在于所述左側(cè)的大齒輪、動(dòng)力輸入軸上錐齒輪、 右側(cè)的大齒輪和錐齒輪軸上錐齒輪為格里森齒制齒輪或克林根貝爾格齒制齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，其特征在于所述大齒輪通過(guò)螺栓固定在浮動(dòng)導(dǎo)套上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，其特征在于所述大齒輪與浮動(dòng)導(dǎo)套之間設(shè)有調(diào)整墊片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超大功率雙圓錐齒輪傳動(dòng)水下齒輪箱，包括動(dòng)力輸入軸、錐齒輪軸和槳軸，動(dòng)力輸入軸與錐齒輪軸呈平行布置，均通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，所述動(dòng)力輸入軸和錐齒輪軸上安裝有相嚙合的圓柱齒輪，動(dòng)力輸入軸和錐齒輪軸的端部分別安裝有錐齒輪；所述槳軸通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于箱體上，槳軸上安裝有浮動(dòng)導(dǎo)套，浮動(dòng)導(dǎo)套的左側(cè)和右側(cè)分別安裝一大齒輪，兩大齒輪面面相對(duì)，左側(cè)的大齒輪與動(dòng)力輸入軸上錐齒輪相嚙合，右側(cè)的大齒輪與錐齒輪軸上錐齒輪相嚙合。兩對(duì)齒輪同時(shí)傳動(dòng)時(shí)，兩對(duì)齒輪分擔(dān)了總的傳遞扭矩，在單個(gè)齒輪傳動(dòng)能力不變的前提下，裝置的總功率達(dá)到翻倍的效果。
文檔編號(hào)F16H1/22GK103047371SQ20131001728
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者張一先, 李光榮 申請(qǐng)人:蘇州船用動(dòng)力系統(tǒng)股份有限公司