专利名称：超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，属于船用全回转舵桨和侧推设备技术领域。
背景技术：
圆锥齿轮传动是船用舵桨及侧推的转换传动方向的关键零件，弧齿圆锥齿轮在推进器领域的广泛运用已经超过60年。现有齿轮设计技术日趋成熟，主要依靠改善材料的弯曲疲劳极限和齿面接触疲劳极限来提高功率密度。但在超大功率水下齿轮箱中，单级大功率圆锥齿轮不可避免的会造成齿轮尺寸大、加工难、齿轮箱体积大、水下阻力大等一系列问题。目前国外齿轮传动设备单机最大功率5.5兆瓦，更大功率产品不得不改用电力吊舱推进，而国产同类设备仅实现2.5兆瓦。总之齿轮瓶颈是该类装备朝更高功率发展的最主要障碍。面对现实差距一方面要求在材料冶金和加工精度领域攻坚克难，另一方面也应考虑优化结构，从新的方向上创新，以弥补固有短板。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:超大功率双圆锥 齿轮传动水下齿轮箱,特点是:包括动力输入轴、锥齿轮轴和桨轴，所述动力输入轴与锥齿轮轴呈平行布置，均通过轴承旋转自如地支撑于箱体上，所述动力输入轴和锥齿轮轴上安装有相啮合的圆柱齿轮，动力输入轴和锥齿轮轴的端部分别安装有锥齿轮；所述桨轴通过轴承旋转自如地支撑于箱体上，桨轴上安装有浮动导套，浮动导套的左侧和右侧分别安装一大齿轮，两大齿轮面面相对，左侧的大齿轮与动力输入轴上锥齿轮相啮合，右侧的大齿轮与锥齿轮轴上锥齿轮相啮合。进一步地，上述的超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，其中，所述左侧的大齿轮、动力输入轴上锥齿轮、右侧的大齿轮和锥齿轮轴上锥齿轮为格里森齿制齿轮或克林根贝尔格齿制齿轮。更进一步地，上述的超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，其中，所述大齿轮通过螺栓固定在浮动导套上。再进一步地，上述的超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，其中，所述大齿轮与浮动导套之间设有调整垫片。本实用新型技术方案实质性特点和进步主要体现在:①为提供单位空间内的传动能量密度，减少单个大齿轮的加工难度，或在加工能力极限范围内提高整套设备的总体功率，选择使用同向旋转的两对齿轮同时驱动螺距桨轴，两对齿轮均采用格里森齿制齿轮或克林根贝尔格齿制齿轮；②两对齿轮同时传动时，保证多对齿轮同时工作，将功率分流，解决两对齿轮同时工作的载荷分配问题；③格里森齿制齿轮或克林根贝尔格齿制齿轮，这两种齿轮对装配啮合区域的调整是极其敏感的，而两对同时传动的齿轮给安装调整提出更高的要求，同时装配空间更加狭小，在结构上给出可行的调整齿轮啮合的方法，避免因啮合不良造成的性能下降；④两对齿轮同时传动时，两对齿轮分担了总的传递扭矩，在单个齿轮传动能力不变的前提下，装置的总功率达到翻倍的效果。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明:
图1:本实用新型的结构示意图；图2:
图1的A-A剖视示意图。
具体实施方式
如
图1所示,超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱,包括动力输入轴10、锥齿轮轴9和桨轴5，动力输入轴10与锥齿轮轴9呈平行布置，均通过轴承旋转自如地支撑于箱体上，动力输入轴10和锥齿轮轴9上安装有相啮合的圆柱齿轮8，动力输入轴10和锥齿轮轴9的端部分别安装有锥齿轮；桨轴5通过轴承6旋转自如地支撑于箱体上，桨轴5上安装有浮动导套2，浮动导套2的左侧和右侧分别安装一大齿轮I，两大齿轮面面相对，左侧的大齿轮与动力输入轴上锥齿轮相啮合，右侧的大齿轮与锥齿轮轴上锥齿轮相啮合。其中，左侧的大齿轮、动力输入轴上锥齿轮、右侧的大齿轮和锥齿轮轴上锥齿轮为格里森齿制齿轮或克林根贝尔格齿制齿轮，左侧的大齿轮和右侧的大齿轮将功率分流传递。大齿轮I通过螺栓4固定在浮 动导套2上，大齿轮通过浮动导套平衡轴向受力，大齿轮I与浮动导套2之间设有调整垫片3。两对螺旋锥齿轮参数一致，输出旋转方向相同，但齿轮本身的旋向相反。动力从动力输入轴10的花键上输入,一对等速比的圆柱齿轮8将动力分配给两个锥齿轮轴，此时动力输入轴上锥齿轮与锥齿轮轴上锥齿轮的旋转方向相反，分别在与大齿轮啮合后，由于两大齿轮面对面安装，最终对于桨轴5的旋转方向是一致的。两对齿轮的螺旋方向同样相反，且安装时的齿形相位一致，对于大齿轮I在传动过程中产生等大方向的轴向派生力。两个大齿轮I通过若干根螺栓4分别安装在浮动导套2上，由于传动产生的是等大反向的力，因此这些力在浮动导套上被作为内力而抵消。如果其中一个齿轮承受的负荷较大，那么在导套上的作用力就不能平衡，并始终趋向于减少不平衡的方向运动。浮动导套2的内壁是间隙配合的内花键，如图2所示，一方面为桨轴传递扭矩，另一方面使两个大齿轮在轴向上可以浮动，浮动调节了两对齿轮的啮合位置，产生均载的效果。在此方案中，螺旋桨的旋转产生的推力完全作用在桨轴支撑轴承6上，不与齿轮轴向力发生叠加，使浮动导套的调节作用不受外力干扰。在安装过程中，先满足一对齿轮的啮合，再调整第二对齿轮。通过调整垫片3 (水平方向)来控制两个大齿轮之间的间距。通过调整垫片7 (垂直方向)来调整传动齿轮的相对位置。安装时应该注意，两个齿轮的齿形相位应根据加工标记保持一致。最终调整好的两对齿轮必须有一致的齿轮侧隙和良好的啮合区域。并且在台架试验一段时间后进行拆检，了解两对齿轮啮合是否均匀。两对齿轮同时传动时，理论上两对齿轮分担了总的传递扭矩，在单个齿轮传动能力不变的前提下，装置的总功率达到翻倍的效果。相同功率下，减少了外形尺寸，减小了水下阻力。为提供单位空间内的传动能量密度，减少单个大齿轮的加工难度，或在加工能力极限范围内提高整套设备的总体功率，选择使用同向旋转的两对齿轮同时驱动螺距桨轴，两对齿轮均采用格里森齿制齿轮或克林根贝尔格齿制齿轮。格里森齿制齿轮或克林根贝尔格齿制齿轮，这两种齿轮对装配啮合区域的调整是极其敏感的，而两对同时传动的齿轮给安装调整提出更高的要求，同时装配空间更加狭小，在结构上给出可行的调整齿轮啮合的方法，避免因啮合不良造成的性能下降。两对齿轮同时传动时，保证多对齿轮同时工作，将功率分流，解决两对齿轮同时工作的载荷分配问题。需要理解到的是:以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，其特征在于:包括动力输入轴、锥齿轮轴和桨轴，所述动力输入轴与锥齿轮轴呈平行布置，均通过轴承旋转自如地支撑于箱体上，所述动力输入轴和锥齿轮轴上安装有相啮合的圆柱齿轮，动力输入轴和锥齿轮轴的端部分别安装有锥齿轮；所述桨轴通过轴承旋转自如地支撑于箱体上，桨轴上安装有浮动导套，浮动导套的左侧和右侧分别安装一大齿轮，两大齿轮面面相对，左侧的大齿轮与动力输入轴上锥齿轮相啮合，右侧的大齿轮与锥齿轮轴上锥齿轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，其特征在于:所述左侧的大齿轮、动力输入轴上锥齿轮、右侧的大齿轮和锥齿轮轴上锥齿轮为格里森齿制齿轮或克林根贝尔格齿制齿轮。
3.根据权利要求1所述的超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，其特征在于:所述大齿轮通过螺栓固定在浮动导套上。
4.根据权利要求1所述的超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，其特征在于:所述大齿轮与浮动导套 之间设有调整垫片。
专利摘要本实用新型提供一种超大功率双圆锥齿轮传动水下齿轮箱，包括动力输入轴、锥齿轮轴和桨轴，动力输入轴与锥齿轮轴呈平行布置，均通过轴承旋转自如地支撑于箱体上，所述动力输入轴和锥齿轮轴上安装有相啮合的圆柱齿轮，动力输入轴和锥齿轮轴的端部分别安装有锥齿轮；所述桨轴通过轴承旋转自如地支撑于箱体上，桨轴上安装有浮动导套，浮动导套的左侧和右侧分别安装一大齿轮，两大齿轮面面相对，左侧的大齿轮与动力输入轴上锥齿轮相啮合，右侧的大齿轮与锥齿轮轴上锥齿轮相啮合。两对齿轮同时传动时，两对齿轮分担了总的传递扭矩，在单个齿轮传动能力不变的前提下，装置的总功率达到翻倍的效果。
文档编号F16H1/22GK203098752SQ20132002472
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者张一先, 李光荣 申请人:苏州船用动力系统股份有限公司