CN101417700A - 一种齿轮传动式桨叶螺距调节机构及桨叶螺距调节方法 - Google Patents

Abstract

一种齿轮传动式桨叶螺距调节机构及桨叶螺距调节方法，属于船舶推进装置领域。包括桨毂和桨叶，桨叶的根部设置有根部轴，其所述的桨毂为由第一和第二半桨毂构成的哈付式结构，在第一/第二半桨毂设置桨毂固结螺钉，在其桨叶根部轴和第一半桨毂上，设置齿轮传动式桨叶螺距调节组件，在其桨叶根部轴的端部，设置定位挡圈，在第一和第二半桨毂上，对应设置定位凹槽；本发明还提供了上述机构的桨叶螺距调节方法。本技术方案结构简洁，操作方便、稳定、可靠，螺距定位精确度高，调距效率高，可广泛用于各种模型可调螺旋桨的设计/开发/试验领域。

Description

一种齿轮传动式桨叶螺距调节机构及桨叶螺距调节方法

技术领域

本发明属于船舶的推进装置或操舵装置领域，尤其涉及一种用于模型可调螺旋桨设计、开发、试验的螺旋桨桨叶螺距调节装置。

背景技术

船舶推进装置对船舶营运的经济性起着决定性的作用。在选择船舶推进系统时最重要的参数是投资费用、空间要求、推进效率或相应的燃油消耗率、可靠性和在船舶营运期间推进系统的有效利用率。

在船舶推进装置的设计中，发动机、螺旋桨和船舶水动力特性之间的相互作用有特殊重要意义；只有考虑了它们的组合，而且整个系统配置为最佳时，船舶推进系统才称得上成本合理。

减少船舶阻力、改善船舶和螺旋桨水动力性能、提高主机效率和扭矩传输各单元的效率以及在加热设备和发电设备采用节能系统，就能达到减少船舶燃油消耗和降低燃油费用的目的。

将现有类型的发动机和推进器进行不同组合，可得到一系列可能的推进装置方案，每艘船应根据船型及其计划运输服务范围选择最佳的推进系统方案，在这个选择过程中，螺旋桨相关参数的设计、开发和试验是最关键的步骤之一。

在螺旋桨设计、开发和试验过程中，为确保各种船舶在各种环境工况下达到最佳的功效，必需通过对模型可调螺旋桨进行相关实验，以便得到最佳的螺旋桨叶的螺距。

螺距的定义：螺旋桨旋转一周在轴向移动的距离。

公开日为2008年5月21日，公开号为CN 101181929A的中国发明专利申请中公开了一种“船用主推调距桨装置的选型设计方法”，其根据船体、主机和齿轮箱的已知参数，选择桨毂直径d_H，并按照定距桨系列图谱确定调距桨的桨叶直径D，盘面比EAR，螺距比P/D，效率η，桨叶数z；按照经验公式确定调距桨桨叶的质量和转动惯量；并进行桨毂强度校核和承载能力校核，较好地满足了调距桨使用性能的要求，以得到安全性和可靠性较佳的选型设计方案，设计资金投入少，程序简化，设计周期比较短，系统性好，数据化处理方便，便于计算机管理，数据准确可靠，与后期设计的误差较小，在调距桨的后期技术设计过程中对选型设计所确定参数的改动少，调整方便，使后期设计流程简化，周期缩短，效率提高。

该技术方案适用于螺旋桨的设计和开发阶段，其结果仍然有待于实际试验/实验环节进行验证和/或修改。

目前，在实际的试验/实验环节中，常用/公知的对模型可调螺旋桨进行调距(实际上是调整螺旋桨叶片相对于某一基准平面的旋转夹角)，是采用手工调距/变角法，其利用刻度、刻线与放大镜相结合进行找准和定位，其旋转角度调节困难，精确度低，费力、费时、效率低，数据重现性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作方便，稳定、可靠，螺距可任意调节，调节范围大、定位精确度高，调距效率高的齿轮传动式桨叶螺距调节机构及桨叶螺距调节方法。

本发明的技术方案是：提供一种齿轮传动式桨叶螺距调节机构，包括桨毂和桨叶，其所述桨叶的根部设置有伸入桨毂的根部轴，所述桨毂通过桨叶根部轴与桨叶联接，其特征是：所述的浆毂包括第一和第二半桨毂，第一和第二半桨毂为哈付式结构；在第一和第二半桨毂设置桨毂固结螺钉，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为一体；在所述桨叶根部轴和第一半桨毂上，设置齿轮传动式桨叶螺距调节组件；在所述桨叶根部轴的端部，设置定位挡圈，在第一和第二半桨毂上，对应设置定位凹槽。

其所述的桨毂固结螺钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置。

其所述的齿轮传动式桨叶螺距调节组件包括设置在桨叶根部轴上的从动齿轮、设置在第一半桨毂上的主动齿轮调节孔和位于调节孔中的主动齿轮轴，在主动齿轮轴靠近桨叶根部轴的一端，设置与从动齿轮啮合的主动齿轮，在主动齿轮轴的另一端，设置内六角式调节孔。

在所述从动齿轮与桨叶根部轴之间设置定位键。

其所述的主动齿轮和从动齿轮为中心轴线正相交的锥齿轮轴付。

所述定位挡圈经紧固件固定在桨叶根部轴的端部；所述的紧固件为沉头螺钉。

在所述桨叶根部轴的外周，设置衬套。

所述的桨叶根部轴与第一/第二半桨毂之间紧密配合设置，将桨叶根部轴固结于第一和第二半桨毂中。

本发明还提供了一种上述机构的桨叶螺距调节方法，包括对桨叶的螺距/角度进行调节，其特征是：

A)旋松各个桨毂固结内六角螺钉，使桨叶根部轴可自由转动；

B)用内六角扳手转动主动齿轮轴的内六角式调节孔，转动主动齿轮；

C)通过锥齿轮传动付的转动，带动从动齿轮转动转动，进而通过桨叶根部轴上的定位键带动桨叶转动；

D)重复上述B)、C)步骤，直至被调节桨叶转动到需要的螺距/角度位置；

E)对同一桨毂上的其余桨叶重复上述步骤，使所有桨叶达到所需要的螺距/角度且定位；

F)锁紧浆毂上的各个桨毂固结内六角螺钉，调节过程结束。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.采用齿轮传动式桨叶螺距调节组件，调节转动轻巧、灵活，定位准确，省时、省力；

2.可按用户要求调节任意螺距，调节范围大，使用方便；

3.采用定位挡圈和定位凹槽相匹配的结构，稳定性好，无轴向位移；

4.浆毂采用哈付式结构，能将桨叶与桨毂的配合间隙减少至零，使得桨叶在每次调螺距时重复定位误差减少到最低。

附图说明

图1为齿轮传动式桨叶螺距调节机构结构示意图；

图2为桨毂上固结内六角螺钉位置的示意图。

图中1为第一半桨毂，2-1为主动齿轮、2-2为主动齿轮轴、2-3为内六角式调节孔、2-4为主动齿轮调节孔，3为从动齿轮，4-1为桨叶，4-2为桨叶根部轴，5为定位键，6为第二半桨毂，7为衬套，8为桨毂固结螺钉，9为沉头螺钉，10-1为定位挡圈，10-2为定位凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1中，本齿轮传动式桨叶螺距调节机构，包括桨毂和桨叶4-1，其所述桨叶的根部设置有伸入桨毂的根部轴4-2，所述桨毂通过桨叶根部轴与桨叶联接，其发明点在于：所述的浆毂包括第一半桨毂1和第二半桨毂6，第一和第二半桨毂为哈付式结构；在第一和第二半桨毂设置桨毂固结螺钉8，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为一体；在所述桨叶根部轴和第一半桨毂上，设置齿轮传动式桨叶螺距调节组件；在所述桨叶根部轴的端部，设置定位挡圈10-1，在第一和第二半桨毂上，对应设置定位凹槽10-2。

其桨毂固结螺钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置。

其齿轮传动式桨叶螺距调节组件包括设置在桨叶根部轴上的从动齿轮3、设置在第一半桨毂上的主动齿轮调节孔2-4和位于调节孔中的主动齿轮轴2-2，在主动齿轮轴靠近桨叶根部轴的一端，设置与从动齿轮啮合的主动齿轮2-1，在主动齿轮轴的另一端，设置内六角式调节孔2-3。

在从动齿轮与桨叶根部轴之间设置定位键5。

其主动齿轮和从动齿轮为中心轴线正相交的锥齿轮轴付。

定位挡圈10-1经紧固件固定在桨叶根部轴的端部，紧固件为沉头螺钉9。

在桨叶根部轴的外周，设置衬套7。

桨叶根部轴与第一/第二半桨毂之间紧密配合设置，将桨叶根部轴固结于第一和第二半桨毂中

主/从动齿轮的传动比以4∶1为宜，通过主/从动锥齿轮轴付的传动，可实现准确调节任意桨叶螺距的目的。

设置定位挡圈/定位凹槽的目的，是保证桨叶调节时不向外产生轴向位移。

图2实际上是图1中第一和第二半桨毂的A向视图，由图可见，第一半桨毂1和第二半桨毂6为哈付式分体/扣合结构；在第一和第二半桨毂对称地设置桨毂固结螺钉8，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为一体。

其桨毂固结螺钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置，出于便于加工和方便操作的考虑，以选用内六角螺钉为宜。

在实际使用时，出于受力均匀、定位准确、保证桨叶螺距稳定可靠等方面的考虑，桨毂固结螺钉8以对称设置四个为宜；通过四个螺钉的固定，能减小桨叶与桨毂的配合间隙，重复定位精确度高；调节时旋松螺钉，调节后锁紧螺钉，桨毂紧固桨叶，保证了桨叶螺距稳定可靠、牢固不变。

上述机构的调节方法：

实际操作时，第一/第二半桨毂1和6通过4个桨毂固结内六角螺钉8将桨叶4-1固定；调节桨叶螺距前旋松四个桨毂固结内六角螺钉8，使桨叶轴可自由转动，此时可用内六角扳手转动主动齿轮轴的内六角式调节孔，通过锥齿轮传动付的转动，使桨叶根部轴4-2上的定位键5进而带动桨叶4-1转动，直至桨叶转动到需要的角度止。按上述方法调节位于同一浆毂上每个桨叶的角度后，锁紧浆毂上的四个桨毂固结内六角螺钉8即可，整个调节过程调节轻松、到位方便、灵活、调节效率高。

特别地，申请人认为，对该技术领域的普通技术人员来说，根据以上技术方案和实施例，可以很容易地联想到其他的等同替换和/或变形。因此，本发明并不局限于上述具体实施例，其仅仅作为例子对本发明的技术方案进行详细的和/或示范性的说明。

在不背离本发明宗旨的范围内，本领域的普通技术人员，可以根据上述技术方案和/或具体实施例，通过各种等同替换，得到具有相同或相近似技术功能的技术方案，但是这些技术方案均应该包含在本发明的权利要求的范围及其等同的范围之内。

本发明可广泛用于各种螺旋桨设计、开发、试验过程中的螺旋桨桨叶螺距调节领域。

Claims (10)

1.一种齿轮传动式桨叶螺距调节机构，包括桨毂和桨叶，其所述桨叶的根部设置有伸入桨毂的根部轴，所述桨毂通过桨叶根部轴与桨叶联接，其特征是：

所述的浆毂包括第一和第二半桨毂，第一和第二半桨毂为哈付式结构；

在第一和第二半桨毂设置桨毂固结螺钉，将相向扣合的分体式第一和第二半桨毂固结为一体；

在所述桨叶根部轴和第一半桨毂上，设置齿轮传动式桨叶螺距调节组件；

在所述桨叶根部轴的端部，设置定位挡圈，在第一和第二半桨毂上，对应设置定位凹槽。

2.按照权利要求1所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨毂固结螺钉至少为两个，垂直于桨叶根部轴的轴线设置。

3.按照权利要求1所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的齿轮传动式桨叶螺距调节组件包括设置在桨叶根部轴上的从动齿轮、设置在第一半桨毂上的主动齿轮调节孔和位于调节孔中的主动齿轮轴，在主动齿轮轴靠近桨叶根部轴的一端，设置与从动齿轮啮合的主动齿轮，在主动齿轮轴的另一端，设置内六角式调节孔。

4.按照权利要求3所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是在所述从动齿轮与桨叶根部轴之间设置定位键。

5.按照权利要求3所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的主动齿轮和从动齿轮为中心轴线正相交的锥齿轮轴付。

6.按照权利要求1所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是所述定位挡圈经紧固件固定在桨叶根部轴的端部。

7.按照权利要求6所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的紧固件为沉头螺钉。

8.按照权利要求1所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是在所述桨叶根部轴的外周，设置衬套。

9.按照权利要求1所述的齿轮传动式桨叶螺距调节机构，其特征是所述的桨叶根部轴与第一/第二半桨毂之间紧密配合设置，将桨叶根部轴固结于第一和第二半桨毂中。

10.一种如权利要求1所述机构的桨叶螺距调节方法，包括对桨叶的螺距/角度进行调节，其特征是：

A)旋松各个桨毂固结内六角螺钉，使桨叶根部轴可自由转动；

B)用内六角扳手转动主动齿轮轴的内六角式调节孔，转动主动齿轮；

C)通过锥齿轮传动付的转动，带动从动齿轮转动转动，进而通过桨叶根部轴上的定位键带动桨叶转动；

D)重复上述B)、C)步骤，直至被调节桨叶转动到需要的螺距/角度位置；

E)对同一桨毂上的其余桨叶重复上述步骤，使所有桨叶达到所需要的螺距/角度且定位；

F)锁紧浆毂上的各个桨毂固结内六角螺钉，调节过程结束。

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