螺旋桨组件、船用推进器及船舶的制作方法

1.本技术涉及船舶设备技术领域，具体而言，涉及螺旋桨组件、船用推进器及船舶。


背景技术：

2.现有电动形式的螺旋桨组件中变速结构相对单一，在小功率的螺旋桨组件中使用较多，适用于小型船舶，只能提供相对小的动力，适用机器有限。并且现有的变速结构中缺少保护装置，船在水里行进时，由于不清楚水下状况，难免发生触礁或者撞上其他较为坚硬的物体的情况。从而对螺旋桨组件的传动机构造成较大的损伤，甚至可能直接导致传动失效，最终对船舶运行造成较大影响。


技术实现要素：

3.本技术提供提高安全性的螺旋桨组件、船用推进器及船舶。
4.本技术的实施例提供一种螺旋桨组件，包括传动组件和螺旋桨，所述传动组件连接于所述螺旋桨，用于将转动扭矩传递至所述螺旋桨，所述传动组件在传动路径上设有第一变速组件、第二变速组件和传动保护件，所述第一变速组件包括相互啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第二变速组件包括相互啮合的第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第二主动齿轮连接所述第一从动齿轮，所述第二主动齿轮用于接收所述第一从动齿轮的转动扭矩，所述第二主动齿轮的轴向与所述第二从动齿轮的轴线平行，所述第二从动齿轮传动连接所述螺旋桨，所述传动保护件设置于所述第一从动齿轮与第二主动齿轮之间，用于在所述螺旋桨过载时断开传动。
5.本技术的实施例还提供一种船用推进器，包括电机和上述实施例所述的螺旋桨组件，所述电机连接所述螺旋桨组件的传动组件。
6.本技术的实施例还提供一种船舶，包括船体和上述实施例所述的船用推进器，所述船用推进器可拆卸地连接所述船体。
7.本技术的螺旋桨组件、船用推进器和船舶在传动组件中设置第一变速组件、第二变速组件和传动保护件，通过多级变速结构调整输出扭矩，使得螺旋桨组件可以适配大功率的电机，提高螺旋桨组件的推进效果，且第二主动齿轮的轴线与第二从动齿轮的轴线平行，有利于减少第二变速组件在轴向方向上的尺寸，缩小传动组件占用的空间。当螺旋桨被缠绕或撞击到礁石等阻碍物时，传动保护件能够及时断开传动，从而降低螺旋桨和变速组件受到的扭矩，起到保护作用。当阻碍物清除后，传动保护件可以恢复螺旋桨与变速组件之间的传动连接，有效提升螺旋桨组件的使用安全性和使用寿命。
附图说明
8.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他相关的附图。
9.图1为具有螺旋桨组件的船用推进器在一实施例中的结构示意图。
10.图2为具有螺旋桨组件的船用推进器在一实施例中的结构示意图。
11.图3为本技术实施例中船舶的结构示意图。
12.主要元件符号说明：
[0013][0014]
具体实施方式
[0015]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0016]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0017]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0018]
本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0019]
参见图1，本技术的一实施例提供一种船用推进器100，包括电机1和螺旋桨组件，所述螺旋桨组件包括传动组件3和螺旋桨2。传动组件3连接于螺旋桨2和电机1，电机1输出转动扭矩，传动组件3用于将电机1输出的转动扭矩传递至螺旋桨2。传动组件3在传动路径上设有第一变速组件5、第二变速组件6和传动保护件4，第一变速组件5用于转换电机1输出的转动速率，第二变速组件6用于转换第一变速组件5输出的转动速率，从而调整螺旋桨2的转动速率，传动保护件4用于在螺旋桨2过载时断开传动，从而减少第一变速组件5和螺旋桨2因受到的扭矩过大而损坏的问题。
[0020]
需要说明的是，断开传动包括发生打滑传动、摩擦传动、缓冲传动等多种形式，并不局限于传动保护件4与螺旋桨2断开连接的形式。当螺旋桨2收到的扭矩恢复正常时，传动保护件4可以恢复传动组件3与螺旋桨2之间的传动连接关系，使传动组件3继续传递转动扭矩至螺旋桨2。
[0021]
具体地，第一变速组件5和第二变速组件6均为齿轮变速组件，且第一变速组件5连接电机1，第二变速组件6连接第一变速组件5的输出端。传动保护件4设有连接第一变速组件5与第二变速组件6的离合器41。
[0022]
在本技术的实施中，该离合器41包括但不限于过载离合器，当螺旋桨2被缠绕或撞击到礁石等阻碍物时，离合器41能够在螺旋桨2过载时打滑，从而降低螺旋桨2和第一变速组件5受到的扭矩，起到保护作用。当阻碍物清除后，传动保护件4可以恢复螺旋桨2与第一变速组件5之间的传动连接，继续传递电机1输出的转动扭矩，有效提升船用推进器100的使用安全性和使用寿命。
[0023]
在本技术的实施中，螺旋桨组件还包括机架90，第一变速组件5和第二变速组件6均安装于机架上。第一变速组件5和第二变速组件6在机架90上稳定运转，实现有效转换速率。
[0024]
进一步地，第一变速组件5包括相互啮合的第一主动齿轮51和第一从动齿轮52。第一主动齿轮51与电机1同轴设置，固定连接电机1的输出轴。第二变速组件6包括相互啮合的第二主动齿轮61和第二从动齿轮62。第二主动齿轮61与第一从动齿轮52啮合，用于接收第
一从动齿轮52的转动扭矩，并带动第二从动齿轮62转动，实现对第一变速组件5输出的转动速率的转换。
[0025]
在本技术的实施例中，第一主动齿轮51设有第一主动齿轮轴511，第一主动齿轮轴511可转动地连接于机架90上。具体地，机架90上可设置轴孔和固定于轴孔内的轴承，第一主动齿轮轴511可通过与轴承配合稳定地相对机架90转动。电机1的输出轴与第一主动齿轮轴511固定连接。电机1的输出轴转动时，第一主动齿轮轴511可以在机架90上稳定转动，以便传递电机1的输出扭矩。可以理解地，第一从动齿轮52设有第一从动齿轮轴521，第二主动齿轮61设有第二主动齿轮轴611，第二从动齿轮62设有第二从动齿轮轴621。第一从动齿轮轴521、第二主动齿轮轴611、第二从动齿轮轴621能够与第一主动齿轮轴511相同方式安装在机架90上，从而实现第一变速组件5和第二变速组件6在机架90上的稳定运转。
[0026]
具体地，第一主动齿轮51的直径小于第一从动齿轮52的直径，第二主动齿轮61的直径小于第二从动齿轮62的直径，以将电机1输出的转动速率转换为相对较低的转动速率，并传递至螺旋桨2，使螺旋桨2获得较大的转动力矩，从而产生足够的推进力，以提供船舶行驶的动力。可以理解，在其他实施例中，第二主动齿轮61的直径也可以大于第二从动齿轮62的直径，以便将第一变速组件5输出的转动速率转换为相对较高的输出速率。各个齿轮的类型包括但不限于直齿轮、斜齿轮等，齿轮齿数之间的比值也可根据实际需求进行选择，满足传动需求即可，本技术不对此进行限定。
[0027]
在本实施例中，第一主动齿轮51与第一从动齿轮52的轴线大致平行设置，第二主动齿轮61与第一从动齿轮52同轴设置，传动保护件4连接于第二主动齿轮61与第一从动齿轮52之间。具体地，传动保护件4设置于第一从动齿轮轴521与第二主动齿轮轴611的连接处，在螺旋桨2过载时，传动保护件4断开第一从动齿轮轴521与第二主动齿轮轴611之间的传动连接。第二从动齿轮62的轴线与第二主动齿轮61的轴线大致平行设置，有利于减少第一变速组件5与第二变速组件6之间的距离，缩小传动组件3占用的空间，实现传动组件3的小型化发展。第二从动齿轮62与第一主动齿轮51还可以错开设置，一方面可以在安装第二变速组件6时，第二主动齿轮61与第一从动齿轮52之间的安装精度满足设计需求即可，无需考虑第二从动齿轮62与第一变速组件5之间的安装位置关系，有利于降低传动组件3的组装难度，方便后续的维修和更换；另一方面第二从动齿轮62与第一主动齿轮51错开设置可以增加螺旋桨2转轴与电机1转轴之间的距离，适用于螺旋桨组件在船舶中的安装位置距离水面较高的情况。
[0028]
进一步地，所述传动组件3在传动路径上设有带传动组件33，用于传递第二变速组件6的转动扭矩至螺旋桨2，并在所述螺旋桨2过载时打滑传动。传动组件3还包括第一箱体31，第一箱体31为机架90的一部分。第一变速组件5、传动保护件4和第二变速组件6设置于所述第一箱体31内，带传动组件33于第一箱体31的外侧连接第二变速组件6。第一箱体31至少部分位于水面上，以利于减少行船阻力。当然，在其他实施方式中，带传动组件33也可以于第一箱体31内连接第二变速组件6。
[0029]
具体地，带传动组件33包括第一传动轮331、第二传动轮332和传动带333。传动带333套设于第一传动轮331和第二传动轮332上。第一传动轮331连接第二从动齿轮62，用于接收转动扭矩。第一传动轮331与第二从动齿轮62同轴，并且第一传动轮331的转动轴与第二从动齿轮62的第二从动齿轮轴621固定连接固定。第二传动轮332用于输出转动扭矩，且
第二传动轮332连接螺旋桨2，第二传动轮332带动螺旋桨2旋转。具体地，第二传动轮332的转动轴与螺旋桨2的转动轴固定连接，传动带333带动第二传动轮332旋转时，螺旋桨2随第二传动轮332同步转动。
[0030]
带传动组件33一方面可以增加变速级数，以使适配更大功率的电机1，为螺旋桨组件提供更大的动力，另一方面，在螺旋桨2受到撞击时，带传动组件33可以提供一定地缓冲作用，保护其他传动结构。此外，带传动组件33还能够有效降低噪音，提高螺旋桨组件的使用舒适性。
[0031]
在本实施例中，螺旋桨组件还包括循环泵10、第一管道11、第二管道12和第三管道13，以实现对电机1、传动组件3等结构的散热，减少设备、机械结构等出现过热失效的问题。第一管道11连通循环泵10的进口端及第一箱体31，循环泵10通过第一管道11抽取第一箱体31内的冷却液体。第二管道12和第三管道13并联至循环泵10的出口端，且第三管道13连通电机1，第二管道12依次连通电机1和第一箱体31。循环泵10通过第二管道12和第三管道13将冷却液体输送至电机1和第一箱体31。在本技术的实施例中，第一箱体31部分浸没在水面下，以使第一箱体31内的部分冷却液体与周围水域环境的温度保持一致，实现冷却液体的降温。第一管道11用于抽取第一箱体31水下部分内的冷却液体至循环泵10，经由循环泵10将冷却液体通过第二管道12和第三管道13输送至电机1和传动组件3，实现电机1和传动组件3的降温。电机1的壳体还可以连通第一箱体31，冷却液体对电机1散热后可以重新流入第一箱体31，并在重力作用下流至第一箱体31的水下部分，利用水域环境对冷却液体进行降温。如此，螺旋桨组件可以在行船过程中，利用自然环境对冷却液体进行热交换，无需设置额外的冷却设备，节约生产成本。
[0032]
可以理解，在其他实施例中，第一箱体31还可以设置在水面上，第一管道11部分浸没在水面下。第一箱体31内的液体抽出至第一管道11浸没水下的部分时，温度较高的液体与周围水域环境进行热交换，实现冷却液体的降温，再由循环泵10将降温后的液体通过第二管道12和第三管道13输送至电机1和第一箱体31，实现对电机1、传动组件3等结构的散热。
[0033]
进一步地，螺旋桨组件还可以包括过滤器14，过滤器14设置于水面上，且连接于第二管道12和第三管道13与循环泵10之间。过滤器14用于过滤散热液体中的杂质，减少杂质对电机1和传动组件3的磨损，提升电机1和传动组件3的运动稳定性。第二管道12和第三管道13上还设有若干喷淋件15，喷淋件15位于电机1和第一箱体31内，用于将降温后的冷却液体均匀的喷洒在电机1的壳体和第一箱体31内，有利于提高散热效率，减少局部温度过高的问题。本实施方式中，第一箱体31内填充冷却液，冷却液具有润滑作用，冷却液可以是润滑冷却机油，所述冷却液用于对传动组件3润滑，还可以与传动组件3热耦合。
[0034]
可以理解的是，第一变速组件5并不局限于上述实施例的方式，第一变速组件5还可以由三个齿轮依次啮合构成，或者是由四个齿轮依次啮合构成。本技术的实施方式中，对第一变速组件5的齿轮数量并不作限定。第一变速组件5也可以由多个阻尼轮依次配合构成。任何旨在能够对电机1的扭矩转换速率的变速结构都属于本技术的实施方式。
[0035]
第二变速组件6也可以由三个或多个齿轮依次啮合构成，本技术不对第二变速组件6的齿轮数量进行限定。在其他实施例中，第二变速组件6还可以由涡轮蜗杆结构配合构成，或者由多个阻尼轮依次配合构成。任何旨在能够对第一变速组件5的扭矩转换速率进行
变速的结构都属于本技术的实施方式。
[0036]
带传动组件33中的传动带333数量可以为一条或多条，本技术不对此进行限定。在其他实施例中，带传动组件33还可以替换为链传动结构。任何旨在能够对第二变速组件6的输出扭矩进行传递的结构都属于本技术的实施方式。
[0037]
请参阅图2，在图1所示的实施例基础上，对第二从动齿轮62与第一主动齿轮51的相对位置进行改变，形成如图2所示的实施例。图2所示实施例中，第二从动齿轮62与第一主动齿轮51相对设置，换句话说，第二从动齿轮62设置于第二主动齿轮61的上方，有利于缩减第一变速组件5和第二变速组件6的堆叠布局后的整体尺寸，提高空间利用率，有利于螺旋桨组件的小型化发展，适用于安装空间较小的情况。
[0038]
进一步地，第二从动齿轮62还可以与第一主动齿轮51同轴设置，有利于减少第一变速组件5和第二变速组件6的结构不对称性，降低传动过程中的机械振动，减少设备噪音，增加机器使用的舒适性。
[0039]
在图2所示的实施例中，带传动组件33也可以设置在第一箱体31内，以提升带传动组件33的安全性。
[0040]
本技术的实施例提供的船用推进器100包括电机1和上述实施例所述的螺旋桨组件，所述电机1连接所述螺旋桨组件的传动组件3。
[0041]
请参阅图3，本技术的实施例还提供一种船舶200，包括船体201和上述任一实施例所述的船用推进器100，所述船用推进器100可拆卸地连接所述船体201，用于为船体201提供行船动力。
[0042]
本技术的螺旋桨组件、船用推进器100和船舶200在传动组件3中设置第一变速组件5、第二变速组件6和传动保护件4，通过多级变速结构调整输出扭矩，使得螺旋桨组件可以适配大功率的电机，提高螺旋桨组件的推进效果，且第二主动齿轮61的轴线与第二从动齿轮62的轴线平行，使得第二主动齿轮61与第二从动齿轮62并列设置，有利于减少第二变速组件6在轴向方向上的尺寸，缩小传动组件3占用的空间。当螺旋桨2被缠绕或撞击到礁石等阻碍物时，传动保护件4能够及时断开传动，从而降低螺旋桨2和变速组件受到的扭矩，起到保护作用。当阻碍物清除后，传动保护件4可以恢复螺旋桨2与变速组件之间的传动连接，继续传递电机1输出的转动扭矩，有效提升螺旋桨组件的使用安全性和使用寿命。
[0043]
以上实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本技术技术方案的精神和范围。