專(zhuān)利名稱(chēng)：一種齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及槳葉螺距調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于船舶的推進(jìn)裝置或操舵裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種用于模型可調(diào)螺旋槳 設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)的螺旋槳槳葉螺距調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
船舶推進(jìn)裝置對(duì)船舶營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。在選擇船舶推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)最 重要的參數(shù)是投資費(fèi)用、空間要求、推進(jìn)效率或相應(yīng)的燃油消耗率、可靠性和在船舶 營(yíng)運(yùn)期間推進(jìn)系統(tǒng)的有效利用率。
在船舶推進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)中，發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳和船舶水動(dòng)力特性之間的相互作用有 特殊重要意義；只有考慮了它們的組合，而且整個(gè)系統(tǒng)配置為最佳時(shí)，船舶推進(jìn)系統(tǒng) 才稱(chēng)得上成本合理。
減少船舶阻力、改善船舶和螺旋槳水動(dòng)力性能、提高主機(jī)效率和扭矩傳輸各單元 的效率以及在加熱設(shè)備和發(fā)電設(shè)備采用節(jié)能系統(tǒng)，就能達(dá)到減少船舶燃油消耗和降低 燃油費(fèi)用的目的。
將現(xiàn)有類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器進(jìn)行不同組合，可得到一系列可能的推進(jìn)裝置方 案，每艘船應(yīng)根據(jù)船型及其計(jì)劃運(yùn)輸服務(wù)范圍選擇最佳的推進(jìn)系統(tǒng)方案，在這個(gè)選擇 過(guò)程中，螺旋槳相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)是最關(guān)鍵的步驟之一。
在螺旋槳設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)過(guò)程中，為確保各種船舶在各種環(huán)境工況下達(dá)到最佳 的功效，必需通過(guò)對(duì)模型可調(diào)螺旋槳進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以便得到最佳的螺旋槳葉的螺距。
螺距的定義螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周在軸向移動(dòng)的距離。
公開(kāi)日為2008年5月21日，公開(kāi)號(hào)為CN 101181929A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中公 開(kāi)了一種"船用主推調(diào)距槳裝置的選型設(shè)計(jì)方法"，其根據(jù)船體、主機(jī)和齒輪箱的已知 參數(shù)，選擇槳轂直徑dH，并按照定距槳系列圖譜確定調(diào)距槳的槳葉直徑D，盤(pán)面比 EAR,螺距比P/d，效率ti，槳葉數(shù)z;按照經(jīng)驗(yàn)公式確定調(diào)距槳槳葉的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量；并進(jìn)行槳轂強(qiáng)度校核和承載能力校核，較好地滿足了調(diào)距槳使用性能的要求，以 得到安全性和可靠性較佳的選型設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)資金投入少，程序簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)周期比 較短，系統(tǒng)性好，數(shù)據(jù)化處理方便，便于計(jì)算機(jī)管理，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，與后期設(shè)計(jì)的 誤差較小，在調(diào)距槳的后期技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)選型設(shè)計(jì)所確定參數(shù)的改動(dòng)少，調(diào)整方便，使后期設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)化，周期縮短，效率提高。
該技術(shù)方案適用于螺旋槳的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段，其結(jié)果仍然有待于實(shí)際試驗(yàn)/實(shí)驗(yàn) 環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證和/或修改。
目前，在實(shí)際的試驗(yàn)/實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，常用/公知的對(duì)模型可調(diào)螺旋槳進(jìn)行調(diào)距(實(shí) 際上是調(diào)整螺旋槳葉片相對(duì)于某一基準(zhǔn)平面的旋轉(zhuǎn)夾角)，是采用手工調(diào)距/變角法， 其利用刻度、刻線與放大鏡相結(jié)合進(jìn)行找準(zhǔn)和定位，其旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)困難，精確度低， 費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、效率低，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，穩(wěn)定、可靠，螺距 可任意調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍大、定位精確度高，調(diào)距效率高的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)及槳葉螺距調(diào)節(jié)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括槳轂和槳葉， 其所述槳葉的根部設(shè)置有伸入槳轂的根部軸，所述槳轂通過(guò)槳葉根部軸與槳葉聯(lián)接， 其特征是所述的漿轂包括第一和第二半槳轂，第一和第二半槳轂為哈付式結(jié)構(gòu)；在 第一和第二半槳轂設(shè)置槳轂固結(jié)螺釘，將相向扣合的分體式第一和第二半槳轂固結(jié)為 一體；在所述槳葉根部軸和第一半槳轂上，設(shè)置齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件；在所 述槳葉根部軸的端部，設(shè)置定位擋圈，在第一和第二半槳轂上，對(duì)應(yīng)設(shè)置定位凹槽。 其所述的槳轂固結(jié)螺釘至少為兩個(gè)，垂直于槳葉根部軸的軸線設(shè)置。 其所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件包括設(shè)置在槳葉根部軸上的從動(dòng)齒輪、設(shè) 置在第一半槳轂上的主動(dòng)齒輪調(diào)節(jié)孔和位于調(diào)節(jié)孔中的主動(dòng)齒輪軸，在主動(dòng)齒輪軸靠 近槳葉根部軸的一端，設(shè)置與從動(dòng)齒輪嚙合的主動(dòng)齒輪，在主動(dòng)齒輪軸的另一端，設(shè) 置內(nèi)六角式調(diào)節(jié)孔。
在所述從動(dòng)齒輪與槳葉根部軸之間設(shè)置定位鍵。 其所述的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪為中心軸線正相交的錐齒輪軸付。 所述定位擋圈經(jīng)緊固件固定在槳葉根部軸的端部；所述的緊固件為沉頭螺釘。 在所述槳葉根部軸的外周，設(shè)置襯套。
所述的槳葉根部軸與第一/第二半槳轂之間緊密配合設(shè)置，將槳葉根部軸固結(jié)于第 一和第二半槳轂中。
本發(fā)明還提供了一種上述機(jī)構(gòu)的槳葉螺距調(diào)節(jié)方法，包括對(duì)槳葉的螺距/角度進(jìn)行 調(diào)節(jié)，其特征是A) 旋松各個(gè)槳轂固結(jié)內(nèi)六角螺釘，使槳葉根部軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；
B) 用內(nèi)六角扳手轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪軸的內(nèi)六角式調(diào)節(jié)孔，轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪；
C) 通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)付的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)槳葉根部軸上 的定位鍵帶動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)；
D) 重復(fù)上述B)、 C)步驟，直至被調(diào)節(jié)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)到需要的螺距/角度位置；
E) 對(duì)同一槳轂上的其余槳葉重復(fù)上述步驟，使所有槳葉達(dá)到所需要的螺距/角度 且定位；
F) 鎖緊漿轂上的各個(gè)槳轂固結(jié)內(nèi)六角螺釘，調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束。 與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1. 采用齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)輕巧、靈活，定位準(zhǔn)確，省時(shí)、 省力；
2. 可按用戶要求調(diào)節(jié)任意螺距，調(diào)節(jié)范圍大，使用方便；
3. 采用定位擋圈和定位凹槽相匹配的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好，無(wú)軸向位移
4. 漿轂采用哈付式結(jié)構(gòu)，能將槳葉與槳轂的配合間隙減少至零，使得槳葉在每次 調(diào)螺距時(shí)重復(fù)定位誤差減少到最低。


圖1為齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為槳轂上固結(jié)內(nèi)六角螺釘位置的示意圖。
圖中1為第一半槳轂，2-1為主動(dòng)齒輪、2-2為主動(dòng)齒輪軸、2-3為內(nèi)六角式調(diào)節(jié) 孔、2-4為主動(dòng)齒輪調(diào)節(jié)孔，3為從動(dòng)齒輪，4-1為槳葉，4-2為槳葉根部軸，5為定 位鍵，6為第二半槳轂，7為襯套，8為槳轂固結(jié)螺釘，9為沉頭螺釘，10-1為定位擋 圈，10-2為定位凹槽。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖l中，本齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括槳轂和槳葉4-l，其所述槳葉的 根部設(shè)置有伸入槳轂的根部軸4-2，所述槳轂通過(guò)槳葉根部軸與槳葉聯(lián)接，其發(fā)明點(diǎn) 在于所述的漿轂包括第一半槳轂1和第二半槳轂6，第一和第二半槳轂為哈付式結(jié) 構(gòu)；在第一和第二半槳轂設(shè)置槳轂固結(jié)螺釘8,將相向扣合的分體式第一和第二半槳 轂固結(jié)為一體；在所述槳葉根部軸和第一半槳轂上，設(shè)置齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件；在所述槳葉根部軸的端部，設(shè)置定位擋圈10-1，在第一和第二半槳轂上，對(duì)應(yīng)設(shè)
置定位凹槽10-2。
其槳轂固結(jié)螺釘至少為兩個(gè)，垂直于槳葉根部軸的軸線設(shè)置。 其齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件包括設(shè)置在槳葉根部軸上的從動(dòng)齒輪3、設(shè)置在
第一半槳轂上的主動(dòng)齒輪調(diào)節(jié)孔2-4和位于調(diào)節(jié)孔中的主動(dòng)齒輪軸2-2，在主動(dòng)齒輪
軸靠近槳葉根部軸的一端，設(shè)置與從動(dòng)齒輪嚙合的主動(dòng)齒輪2-1，在主動(dòng)齒輪軸的另
一端，設(shè)置內(nèi)六角式調(diào)節(jié)孔2-3。
在從動(dòng)齒輪與槳葉根部軸之間設(shè)置定位鍵5。
其主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪為中心軸線正相交的錐齒輪軸付。
定位擋圈10-1經(jīng)緊固件固定在槳葉根部軸的端部，緊固件為沉頭螺釘9。
在槳葉根部軸的外周，設(shè)置襯套7。
槳葉根部軸與第一/第二半槳轂之間緊密配合設(shè)置，將槳葉根部軸固結(jié)于第一和 第二半槳轂中
主/從動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比以4: 1為宜，通過(guò)主/從動(dòng)錐齒輪軸付的傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn) 確調(diào)節(jié)任意槳葉螺距的目的。
設(shè)置定位擋圈/定位凹槽的目的，是保證槳葉調(diào)節(jié)時(shí)不向外產(chǎn)生軸向位移。
圖2實(shí)際上是圖1中第一和第二半槳轂的A向視圖，由圖可見(jiàn)，第一半槳轂1 和第二半槳轂6為哈付式分體/扣合結(jié)構(gòu)；在第一和第二半槳轂對(duì)稱(chēng)地設(shè)置槳轂固結(jié)螺 釘8，將相向扣合的分體式第一和第二半槳轂固結(jié)為一體。
其槳轂固結(jié)螺釘至少為兩個(gè)，垂直于槳葉根部軸的軸線設(shè)置，出于便于加工和方 便操作的考慮，以選用內(nèi)六角螺釘為宜。
在實(shí)際使用時(shí)，出于受力均勻、定位準(zhǔn)確、保證槳葉螺距穩(wěn)定可靠等方面的考慮， 槳轂固結(jié)螺釘8以對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)為宜；通過(guò)四個(gè)螺釘?shù)墓潭?，能減小槳葉與槳轂的配 合間隙，重復(fù)定位精確度高；調(diào)節(jié)時(shí)旋松螺釘，調(diào)節(jié)后鎖緊螺釘，槳轂緊固槳葉，保 證了槳葉螺距穩(wěn)定可靠、牢固不變。
上述機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)方法
實(shí)際操作時(shí)，第一/第二半槳轂1和6通過(guò)4個(gè)槳轂固結(jié)內(nèi)六角螺釘8將槳葉4-1 固定；調(diào)節(jié)槳葉螺距前旋松四個(gè)槳轂固結(jié)內(nèi)六角螺釘8，使槳葉軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí) 可用內(nèi)六角扳手轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪軸的內(nèi)六角式調(diào)節(jié)孔，通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)付的轉(zhuǎn)動(dòng)，使槳 葉根部軸4-2上的定位鍵5進(jìn)而帶動(dòng)槳葉4-1轉(zhuǎn)動(dòng)，直至槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)到需要的角度止。 按上述方法調(diào)節(jié)位于同一漿轂上每個(gè)槳葉的角度后，鎖緊漿轂上的四個(gè)槳轂固結(jié)內(nèi)六角螺釘8即可，整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程調(diào)節(jié)輕松、到位方便、靈活、調(diào)節(jié)效率高。
特別地，申請(qǐng)人認(rèn)為，對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，根據(jù)以上技術(shù)方案和 實(shí)施例，可以很容易地聯(lián)想到其他的等同替換和/或變形。因此，本發(fā)明并不局限于上 述具體實(shí)施例，其僅僅作為例子對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的和/或示范性的說(shuō)明。 在不背離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以根據(jù)上述技術(shù)方案 和/或具體實(shí)施例，通過(guò)各種等同替換，得到具有相同或相近似技術(shù)功能的技術(shù)方案， 但是這些技術(shù)方案均應(yīng)該包含在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍及其等同的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明可廣泛用于各種螺旋槳設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)過(guò)程中的螺旋槳槳葉螺距調(diào)節(jié)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1. 一種齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括槳轂和槳葉，其所述槳葉的根部設(shè)置有伸入槳轂的根部軸，所述槳轂通過(guò)槳葉根部軸與槳葉聯(lián)接，其特征是所述的漿轂包括第一和第二半槳轂，第一和第二半槳轂為哈付式結(jié)構(gòu)；在第一和第二半槳轂設(shè)置槳轂固結(jié)螺釘，將相向扣合的分體式第一和第二半槳轂固結(jié)為一體；在所述槳葉根部軸和第一半槳轂上，設(shè)置齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件；在所述槳葉根部軸的端部，設(shè)置定位擋圈，在第一和第二半槳轂上，對(duì)應(yīng)設(shè)置定位凹槽。
2. 按照權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的槳轂固 結(jié)螺釘至少為兩個(gè)，垂直于槳葉根部軸的軸線設(shè)置。
3. 按照權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的齒輪傳 動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件包括設(shè)置在槳葉根部軸上的從動(dòng)齒輪、設(shè)置在第一半槳轂上的 主動(dòng)齒輪調(diào)節(jié)孔和位于調(diào)節(jié)孔中的主動(dòng)齒輪軸，在主動(dòng)齒輪軸靠近槳葉根部軸的一端， 設(shè)置與從動(dòng)齒輪嚙合的主動(dòng)齒輪，在主動(dòng)齒輪軸的另一端，設(shè)置內(nèi)六角式調(diào)節(jié)孔。
4. 按照權(quán)利要求3所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是在所述從動(dòng)齒 輪與槳葉根部軸之間設(shè)置定位鍵。
5. 按照權(quán)利要求3所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的主動(dòng)齒 輪和從動(dòng)齒輪為中心軸線正相交的錐齒輪軸付。
6. 按照權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是所述定位擋圈 經(jīng)緊固件固定在槳葉根部軸的端部。
7. 按照權(quán)利要求6所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的緊固件 為沉頭螺釘。
8. 按照權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是在所述槳葉根 部軸的外周，設(shè)置襯套。
9. 按照權(quán)利要求l所述的齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征是所述的槳葉根 部軸與第一/第二半槳轂之間緊密配合設(shè)置，將槳葉根部軸固結(jié)于第一和第二半槳轂 中。
10. —種如權(quán)利要求1所述機(jī)構(gòu)的槳葉螺距調(diào)節(jié)方法，包括對(duì)槳葉的螺距/角度進(jìn) 行調(diào)節(jié)，其特征是A) 旋松各個(gè)槳轂固結(jié)內(nèi)六角螺釘，使槳葉根部軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；B) 用內(nèi)六角扳手轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪軸的內(nèi)六角式調(diào)節(jié)孔，轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪；C) 通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)付的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)槳葉根部軸上 的定位鍵帶動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)；D) 重復(fù)上述B)、 C)步驟，直至被調(diào)節(jié)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)到需要的螺距/角度位置；E) 對(duì)同一槳轂上的其余槳葉重復(fù)上述步驟，使所有槳葉達(dá)到所需要的螺距/角 度且定位；F) 鎖緊漿轂上的各個(gè)槳轂固結(jié)內(nèi)六角螺釘，調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束。
全文摘要
一種齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及槳葉螺距調(diào)節(jié)方法，屬于船舶推進(jìn)裝置領(lǐng)域。包括槳轂和槳葉，槳葉的根部設(shè)置有根部軸，其所述的槳轂為由第一和第二半槳轂構(gòu)成的哈付式結(jié)構(gòu)，在第一/第二半槳轂設(shè)置槳轂固結(jié)螺釘，在其槳葉根部軸和第一半槳轂上，設(shè)置齒輪傳動(dòng)式槳葉螺距調(diào)節(jié)組件，在其槳葉根部軸的端部，設(shè)置定位擋圈，在第一和第二半槳轂上，對(duì)應(yīng)設(shè)置定位凹槽；本發(fā)明還提供了上述機(jī)構(gòu)的槳葉螺距調(diào)節(jié)方法。本技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，操作方便、穩(wěn)定、可靠，螺距定位精確度高，調(diào)距效率高，可廣泛用于各種模型可調(diào)螺旋槳的設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)/試驗(yàn)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B63H3/00GK101417700SQ20081020382
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者俊 吳, 謝永忠, 金文達(dá) 申請(qǐng)人:上海諸光機(jī)械有限公司