一种双减速比输入全回转舵桨推进器的制作方法

本实用新型涉及舵桨推进器，具体涉及一种双减速比输入全回转舵桨推进器。

背景技术：

现有的船用推进器驱动方式一般为单一的输入动力轴。当单一动力源故障或燃料不足时，单一输入轴的船舶将失去航行动力，无法正常航行。另外单一驱动方式的主机为满足最大航速或是最大推力的情况下，功率选型比较富裕，在低航速，或是不需要满载工况下，功率储备就比较大，此时燃油、能源消耗较多，造成能源浪费，污染环境。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种双减速比输入全回转舵桨推进器。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种双减速比输入全回转舵桨推进器，包括主动力轴和辅动力轴；主动力轴之上固定有作为主动齿轮的第一齿轮；辅动力轴之上固定有作为主动齿轮的第六齿轮；第一齿轮与作为从动齿轮的第二齿轮啮合；第六齿轮与作为从动齿轮的第七齿轮啮合；第七齿轮和第二齿轮同轴安装于中间轴；中间轴之上还安装有螺旋桨装置。

其进一步的技术方案为：第一齿轮与第二齿轮的减速比为i1，第六齿轮与第七齿轮的减速比为i2，i1≠i2。

其进一步的技术方案为：主动力轴和辅动力轴互相平行或者互相垂直。

其进一步的技术方案为：主动力轴和辅动力轴之间的工作状态互相独立。

其进一步的技术方案为：螺旋桨装置包括前螺旋桨和后螺旋桨。

其进一步的技术方案为：前螺旋桨和后螺旋桨位置相对且旋转方向相反。

其进一步的技术方案为：前螺旋桨为四叶桨，后螺旋桨为五叶桨。

其进一步的技术方案为：螺旋桨装置包括固定于中间轴的作为主动齿轮的第三齿轮；第三齿轮与第四齿轮和第五齿轮啮合；第四齿轮和第五齿轮均为从动齿轮；后螺旋桨通过后桨轴与第五齿轮固定连接；前螺旋桨通过前桨轴与第四齿轮固定连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型采用常规输入动力轴加辅助输入动力轴双驱动形式，两轴可以传递不同的减速比，可以在相同输入转速下得到不同的螺旋桨转速，或者在不同的输入转速下得到相同的螺旋桨转速，同时可以两者分别独立驱动，亦可共同驱动，达到叠加动力的效果。本实用新型由于采用双减速比双输入，可以取代传统的双减速比离合齿轮箱，减少系统的复杂程度。

本实用新型中的螺旋桨采用对转螺旋桨，四叶桨为前螺旋桨，五叶桨为后螺旋桨，两者旋向相反，能部分吸收水流的旋转能量，从而减少了水流旋转的损失而提高螺旋桨效率。

本实用新型可以实现以下三种推进形式：主动力轴推进模式：此时主动力输入轴传递功率至螺旋桨轴，为传统推进模式；辅动力轴推进模式：此时辅动力输入轴传递功率至螺旋桨轴，通过不同的减速比，得到不同的螺旋桨转速，可以适应不同工况，减少燃料的消耗。或者通过不同的主机转速得到相同的螺旋桨转速；叠加功率推进模式：此时主动力轴和辅动力轴同时推进，功率可叠加，满足特殊条件下的动力需求。由于本实用新型具有两种动力驱动，当某一动力源故障，或是燃料不足时，可以保证船舶不失动力，紧急情况下保障船舶安全。

本实用新型提供的舵桨在辅动力轴推进模式下，通过调整传动减速比，能达到节能环保且降低噪音的效果，舒适性较好。在叠加功率推进模式下舵桨发挥最大功率，保证船舶在水流较急的特殊条件下航段拥有充足的动力。故障时可以无缝切换至主动力轴推进模式、辅动力轴推进模式，叠加功率推进模式，安全性高。另由于采用前后两个螺旋桨来承担主机负载，单个螺旋桨负载较轻，故螺旋桨抗空泡、振动噪声性能更好。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的上箱体组件的一个实施例的结构示意图。

图3为本实用新型示出前螺旋桨和后螺旋桨的一个实施例的示意图。

图4为图3的侧示图。

图5为图3的俯视图。

图中：1、主动力轴；2、第一齿轮；3、第七齿轮；4、第六齿轮；5、辅动力轴；6、第二齿轮；7、中间轴；8、第三齿轮；9、前螺旋桨；10、前桨轴；11、第四齿轮；12、第五齿轮；13、后桨轴；14、后螺旋桨。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图。图2为本实用新型的上箱体组件的一个实施例的结构示意图。如图1、图2所示，上箱体组件作为驱动部分，带动下箱体组件进而驱动螺旋桨。

上箱体组件包括主动力轴1和辅动力轴5。主动力轴1之上固定安装有作为主动齿轮的第一齿轮2。辅动力轴5之上固定安装有作为主动齿轮的第六齿轮4。第一齿轮2与作为从动齿轮的第二齿轮6啮合。第六齿轮4与作为从动齿轮的第七齿轮3啮合。第七齿轮3和第二齿轮6同轴的安装于中间轴7。中间轴7之上还安装有螺旋桨装置。齿轮与轴之间可通过键连接等常见的方式安装。

主动力轴1和辅动力轴5互相平行或者互相垂直。当主动力轴1和辅动力轴5在水平面上互成90°布置，也即互相垂直时，可避免电机往船尾方向布置，一般船尾方向空间较小，所以在空间局限的情况下可以更加合理的利用布置空间。亦可主动力轴1和辅动力轴5互相平行，在同一平面，一前一后设置，互相成180°。

在图1所示的实施例中，主动力轴1和辅动力轴5互相平行，在同一平面，一前一后设置。第一齿轮2和第二齿轮6都为伞齿轮，第一齿轮2的旋转轴和第二齿轮6的旋转轴互相垂直。第七齿轮3和第六齿轮4都为伞齿轮，第七齿轮3的旋转轴和第六齿轮4旋转轴互相垂直。

主动力轴1和辅动力轴5之间的工作状态互相独立，假如一对齿轮磨损或损坏，不影响另一对齿轮的使用，提高了装置的可靠度。例如第一齿轮2与第二齿轮6损坏，不影响辅动力轴5带动第六齿轮4与第七齿轮3工作。

图3为本实用新型示出前螺旋桨和后螺旋桨的一个实施例的示意图。图4为图3的侧示图。图5为图3的俯视图。如图3～图5所示，螺旋桨装置包括前螺旋桨9和后螺旋桨14，采用两个螺旋桨来承担主机负载，这样单个螺旋桨负载较轻，故螺旋桨抗空泡、振动、噪声性能更好。

在图3～图5所示的实施例中，主动力轴1和辅动力轴5是互相垂直的。上箱体组件和下箱体组件的具体结构可参考图1和图2。

优选的，前螺旋桨9和后螺旋桨14位置相对且旋转方向相反。前螺旋桨9为四叶桨，后螺旋桨14为五叶桨。这样设置的螺旋桨，能部分吸收水流的旋转能量，从而减少了水流旋转的损失而提高螺旋桨效率。

上箱体组件带动下箱体组件进而带动螺旋桨。结合图1，下箱体组件包括固定于中间轴7的作为主动齿轮的第三齿轮8。第三齿轮8与第四齿轮11和第五齿轮12啮合。第四齿轮11和第五齿轮12均为从动齿轮。后螺旋桨14通过后桨轴13与第五齿轮12固定连接。前螺旋桨9通过前桨轴10与第四齿轮11固定连接。

具体的，第三齿轮8、第四齿轮11和第五齿轮12均为伞齿轮。第四齿轮11的旋转轴和第五齿轮12的旋转轴均与第三齿轮8的旋转轴垂直。第四齿轮11的齿轮面和第五齿轮12的齿轮面平行。

本实用新型可以实现双减速比的传动结构以及三种推进模式。其中主动力轴1、第一齿轮2、第二齿轮6、中间轴7和螺旋桨装置共同构成第一级减速传动。辅动力轴5、第六齿轮4、第七齿轮3、中间轴7和螺旋桨装置共同构成第二级减速传动。三种推进模式具体为：

(1)主动力轴推进模式：当主动力轴1单独驱动时，动力经过主动力轴1传递给第一齿轮2，经过第一齿轮2与第二齿轮6的啮合传递给中间轴7，中间轴7带动第三齿轮8转动，第五齿轮12和第四齿轮11均与第三齿轮8啮合，第五齿轮12和第四齿轮11均跟随第三齿轮8的转动而转动。第四齿轮11通过前桨轴10带动前桨9旋转，第五齿轮12通过后桨轴13带动后桨14旋转。

(2)辅动力轴推进模式：当辅动力轴5单独驱动时，动力经过辅动力轴5传递给第六齿轮4，经过第六齿轮4与第七齿轮3的啮合传递给中间轴7，中间轴7带动第三齿轮8转动，第五齿轮12和第四齿轮11均与第三齿轮8啮合，第五齿轮12和第四齿轮11均跟随第三齿轮8的转动而转动。第四齿轮11通过前桨轴10带动前桨9旋转，第五齿轮12通过后桨轴13带动后桨14旋转。

(3)叠加功率推进模式：

此时主动力轴1与辅动力轴5以各自特定的转速一同驱动螺旋桨装置，可以得到相同的螺旋桨转速，从而形成最大功率下的推力，保障船舶动力性能。

在以上三种推进模式中，可以通过设置各个齿轮的齿数，来调整第一级减速传动和第二级减速传动的减速比。第一齿轮2与第二齿轮6之间的减速比为i1，第三齿轮8和第五齿轮12以及第四齿轮11之间的减速比为i3，则第一级减速传动为传动减速比为i1*i3。第六齿轮4与第七齿轮3之间的减速比为i2，则第二级减速传动为传动减速比为i2*i3。可以根据需要，使得i1≠i2，也即i2*i3≠i1*i3，此时若主动力轴1和辅动力轴5分别以相同的输入转速驱动舵桨，将得到不同的螺旋桨转速，若要前螺旋桨和后螺旋桨转速一致，只需通过计算，分别以不同的转速驱动主动力轴1和辅动力轴5即可，所以利用这样的特性，可以将主动力轴1和辅动力轴5以各自的输入转速共同驱动舵桨，以得到一致的螺旋桨转速，就可以叠加功率，形成最大功率推力，保障船舶动力性能。

在实际应用时，当船舶在水流较缓、航速需求较低时，建议使用辅动力轴推进模式，一般建议辅动力机功率可取小值，利用不同的减速比(使i1*i3＜i2*i3)，在相同的输入转速下得到较低的螺旋桨转速，就可以在相对经济的燃料消耗下获得此时工况下需要的推进动力。此时主动力轴1可以不出功，只是随动跟转，主动力机可以怠速或者熄火，减少柴油燃料的消耗，达到节能减排的目的，同时减少对环境的污染。另外由于采用了更低的转速和更低的功率，此时的噪音比传统柴油机推进小，减少了噪音污染。当水流稍急、航速有一定需求的情况下建议使用主动力轴推进模式，此时螺旋桨为额定转速，主动力机可以发挥其功率特性，保障船舶动力输出。当有特定设定情况下的需求时，可以使用叠加功率推进模式，此时主动力轴1与辅动力轴5以各自特定的转速同驱动舵桨本体，可以得到相同的螺旋桨转速，从而形成最大功率下的推力，保障船舶动力性能。

以上三种模式可以自由切换，根据水流、航速、作业要求等外部条件及时切换推进模式以达到最优功率匹配，从而节约能源。若某一动力源故障，或是燃料不足，可以保证船舶不失动力，紧急情况下保障船舶安全。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型的基本结构的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。