CN105035289B - 全回转串联涵道式船用螺旋桨 - Google Patents

Abstract

本发明是一种全回转串联涵道式船用螺旋桨，其涉及一种船用螺旋桨，主要由定子部件、主动传动部件、从动传动部件组成。在进行推进运行时，船舶推进驱动装置带动主动轴沿着主动轴旋转方向旋转，通过锥齿轮一与锥齿轮二啮合，从动轴带动螺旋桨部件沿着螺旋桨旋转方向旋转，其前面水流经过两级液体泵输送作用，从螺旋桨部件外侧端喷出，推动船舶向前行驶。在进行船舶转向运行时，船舶转向驱动装置带动回转轴沿着回转轴旋转方向旋转，回转轴通过定子部件带动螺旋桨部件进行全方向水平回转，通过改变水流喷射方向使船舶改变航行方向。全回转串联涵道式船用螺旋桨的桨叶叶梢与涵道内表面连接在一起，确保其结构强度和刚性大，适合采用塑料或复合材料。

Description

全回转串联涵道式船用螺旋桨

技术领域

本发明是一种全回转串联涵道式船用螺旋桨，其涉及一种船用螺旋桨，特别是涉及一种全方向水平回转的串联涵道式船用螺旋桨。

背景技术

船用螺旋桨的种类繁多，常见的民用船舶螺旋桨主要有普通螺旋桨、涵道螺旋桨（也称导流管螺旋桨，简称导管螺旋桨）、可调螺距螺旋桨。

普通螺旋桨由桨叶和桨毂组成。螺旋桨与船轴联接部分称为桨毂，桨毂是一个截头的锥形体。为了减小螺旋桨水中阻力，在桨毂后端安装毂帽，毂帽与桨毂一起形成流线形。普通螺旋桨常为三叶或四叶，桨叶固定在桨毂上。由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面，另一面称为叶背。桨叶与桨毂联接处称为叶根，桨叶的外端称为叶梢。螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者称为导边，另一边称为随边。

涵道螺旋桨是在普通螺旋桨外安装一个套筒。套筒可以是固定的，称为固定导管。套筒也可以是转动的，称为转动导管。一般情况下转动导管的涵道螺旋桨，其螺旋桨沿着水平的轴线旋转，转动导管则沿着垂直的轴线旋转。转动导管除了起导流作用外，还起着舵的作用。按照导管对流体速度的影响作用，导管又分为加速导管（也称渐缩导管）和减速导管（也称渐扩导管），加速导管内部的流道截面从前向后为渐缩的形状，减速导管内部的流道截面从前向后为渐扩的形状。固定导管和转动导管均不随着螺旋桨一起旋转。导管内壁与叶梢的间距很小，容易发生杂物堵塞和导管内壁与叶梢扫膛事故。

拖轮、拖网渔船、海上工程作业平台等民用船舶的螺旋桨负荷重，桨叶的叶面与叶背的压差很大，若没有导管限制，高压区水会绕流到低压区，产生能量损失，若加装导管，采用固定导管螺旋桨，虽然会使螺旋桨的效率提高，但是船舶的回旋半径增加，使船舶的回旋性能和低速舵效果变差，若采用转动导管螺旋桨，虽然转动导管螺旋桨还具有舵的作用，但是拖轮、拖网渔船、海上工程作业平台等民用船舶多数时间内是在低转速下工作，工况复杂，海上作业对航行的稳定性要求高，对螺旋桨的推力需求更高。

可调螺距螺旋桨通过螺旋桨变距机构调整桨距或桨叶安装角。可调螺距螺旋桨结构复杂，可调螺距螺旋桨的叶根处厚度增大，使叶根处容易产生空蚀。

所有的船用螺旋桨都会在叶背的叶梢处产生汽泡，该过程称为空化，空化能产生噪音和振动，降低螺旋桨的性能。空化能造成螺旋桨材料损坏，称为空蚀，也称汽蚀或气蚀。

加速导管会产生附加推力，却易产生空泡，发生空蚀，加速导管多数用于民用船舶。减速导管能抑制空泡的产生，降低螺旋桨产生的噪音，减速导管产生负推力，减速导管多数用于军用船舶。

若采用复合材料制造螺旋桨，可以有效的抑制气蚀，碳纤维加强型塑料、塑料、玻璃钢、以及其他复合材料的强度和刚性远低于铜、不锈钢等常规螺旋桨材料的强度和刚性，普通螺旋桨结构受力不均匀，螺旋桨叶根处应力集中，复合材料的强度和刚性不能满足设计要求。拖轮、拖网渔船、海上工程作业平台等民用船舶若想采用复合材料螺旋桨，需要一种满足其应用条件的新的螺旋桨结构。

发明内容

本发明的目的是克服传统民用船舶螺旋桨易于产生空化、受力不均匀、工作效率低、不适合采用复合材料的缺陷，提供一种适用于中小型民用船舶的需求，不易于产生空化、受力均匀、推力大、效率高、适合采用复合材料的全回转串联涵道式船用螺旋桨。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是全回转串联涵道式船用螺旋桨主要由定子部件、主动传动部件、从动传动部件组成。主动传动部件安装在定子部件内，从动传动部件安装在定子部件内和定子部件水平轴向两端。

定子部件主要由定子、定子盖板、上轴承套、静轴承套一、静轴承套二组成。定子主要由定子涵道、齿轮箱、密封筒、定子叶片、回转轴组成。定子涵道呈圆筒形。齿轮箱呈一端封闭的圆筒形，齿轮箱封闭一端的中间有一个齿轮箱轴孔，齿轮箱另一端内表面有若干个瓦片形的定位凹槽。齿轮箱位于定子涵道的内腔，齿轮箱与定子涵道之间有若干个矩形的定子叶片，齿轮箱与定子涵道之间有一个圆筒形的密封筒，齿轮箱位于密封筒轴线的侧表面有一个通孔，该通孔直径略小于密封筒内表面的直径，在该通孔周围形成定位凸缘。定子涵道径向外表面有一个圆筒形的回转轴，定子涵道位于密封筒轴线的侧表面有一个通孔，该通孔的轴线与回转轴的轴线重合，并且该通孔直径小于回转轴内表面的直径。

定子盖板呈一端封闭的圆筒形，定子盖板封闭一端的中间有一个盖板轴孔，定子盖板径向外表面有若干个瓦片形的盖板定位凸台。

上轴承套呈圆筒形，上轴承套沿着轴线方向有轴承套轴孔，上轴承套一端的外表面有轴承套凸台。

静轴承套一呈圆筒形，静轴承套一沿着轴线方向有轴承套轴孔，静轴承套一一端的外表面有轴承套凸台。

静轴承套二呈圆筒形，静轴承套二沿着轴线方向有轴承套轴孔，静轴承套二一端的外表面有轴承套凸台。

上轴承套采用过盈配合的方式安装在定子的定位凸缘中，静轴承套二采用过盈配合的方式安装在定子的齿轮箱轴孔中，静轴承套一采用过盈配合的方式安装在定子盖板的盖板轴孔中，定子盖板安装在齿轮箱有定位凹槽的一端，定子盖板的若干个盖板定位凸台分别安装在齿轮箱的若干个定位凹槽中。

主动传动部件主要由主动轴、锥齿轮一、齿轮锁定螺母组成。主动轴呈圆柱形，从主动轴一端向着主动轴中间方向依次有主动轴外螺纹、主动轴花键、主动轴轴头、主动轴凸台。锥齿轮一中间轴孔有内花键，锥齿轮一的内花键与主动轴花键啮合，把锥齿轮一安装在主动轴上，齿轮锁定螺母安装在主动轴外螺纹上，齿轮锁定螺母和主动轴轴头的轴向端面一起限制锥齿轮一轴向移动。

从动传动部件主要由螺旋桨部件、浆帽部件、从动轴、动轴承套一、锥齿轮二、动轴承套二组成。锥齿轮二安装在从动轴中间位置，螺旋桨部件安装在从动轴的两端，螺旋桨部件安装在从动轴一端的是螺旋桨一，螺旋桨部件安装在从动轴另一端的是螺旋桨二，动轴承套一安装在螺旋桨一的一端，一个浆帽部件安装在螺旋桨一的另一端，动轴承套二安装在螺旋桨二的一端，一个浆帽部件安装在螺旋桨二的另一端。

螺旋桨部件主要由螺旋桨涵道、桨毂、浆轴、浆叶组成。螺旋桨部件装配后，靠近定子部件的一端是螺旋桨部件内侧端，远离定子部件的一端是螺旋桨部件外侧端。

浆轴是空芯轴，浆轴沿着轴线方向有浆轴轴孔，浆轴的一端有浆轴凸台，浆轴凸台径向内表面有浆轴花键，浆轴径向外表面有若干个外联接凸台。浆轴有浆轴凸台的一端位于螺旋桨部件内侧端，浆轴没有浆轴凸台的一端位于螺旋桨部件外侧端。

螺旋桨涵道呈圆筒形，螺旋桨涵道内表面截面轨迹呈圆滑的曲线，螺旋桨涵道从螺旋桨部件外侧端向着螺旋桨部件内侧端方向的内表面截面呈渐扩的形状，或者呈渐缩的形状。

桨毂呈圆筒形，桨毂中间是桨毂轴孔，桨毂轴孔内表面的中间有一个内联接凸台，内联接凸台的内表面有若干个内联接凹槽，桨毂的一端有装配凹槽，桨毂有装配凹槽的一端位于螺旋桨部件外侧端，桨毂没有装配凹槽的一端位于螺旋桨部件内侧端。

若干个浆叶均匀分布在桨毂的径向外表面，浆叶呈螺旋面，浆叶的螺距是定螺距，浆叶的叶梢与螺旋桨涵道内表面连接在一起。

螺旋桨涵道、浆叶、桨毂采用塑料材料，或者采用玻璃钢材料，或者采用复合材料加工成一个整体零件。浆轴的外联接凸台与桨毂的内联接凹槽连接在一起，把浆轴与桨毂固定在一起。

动轴承套一呈圆筒形，动轴承套一沿着轴线方向有轴承套轴孔，动轴承套一一端的外表面有轴承套凸台。

动轴承套二呈圆筒形，动轴承套二沿着轴线方向有轴承套轴孔，动轴承套二一端的外表面有轴承套凸台。

动轴承套一采用过盈配合的方式安装在螺旋桨一的浆轴的浆轴凸台的径向外表面，动轴承套二采用过盈配合的方式安装在螺旋桨二的浆轴的浆轴凸台的径向外表面。

从动轴呈圆柱形，从动轴的两端各有一个从动轴外螺纹，从动轴的中间有一个从动轴定位凸台，从动轴定位凸台的两端各有一个从动轴花键。锥齿轮二中间轴孔有内花键，锥齿轮二的内花键与从动轴一端的从动轴花键啮合，把锥齿轮二安装在从动轴上，从动轴定位凸台的一个轴向端面限制锥齿轮二向着从动轴中间方向轴向移动。

浆帽部件主要由浆帽、密封塞、装配锁定螺母、螺钉、固定板组成。浆帽呈圆锥形，浆帽圆锥底面有一个固定凹槽，固定凹槽上有若干个螺钉孔，每一个螺钉孔向着浆帽圆锥斜面的方向有一个螺钉沉孔。固定板呈一端封闭的圆筒形，固定板封闭一端的中间有一个固定板轴孔，固定板轴孔周围有若干个固定板内螺纹。密封塞呈圆柱形，密封塞一端是一个斜面，密封塞的材质是橡胶，或者是有弹性的塑料。

从动轴、主动轴、锥齿轮一、锥齿轮二、浆轴、固定板采用铜材料，或者采用不锈钢材料，或者采用碳钢材料。

全回转串联涵道式船用螺旋桨装配时，上轴承套采用过盈配合的方式安装在定子部件的定位凸缘中，静轴承套二采用过盈配合的方式安装在定子部件的齿轮箱轴孔中，静轴承套一采用过盈配合的方式安装在定子盖板的盖板轴孔中。动轴承套一采用过盈配合的方式安装在螺旋桨一的浆轴的浆轴凸台的径向外表面，动轴承套二采用过盈配合的方式安装在螺旋桨二的浆轴的浆轴凸台的径向外表面。

把从动传动部件的螺旋桨二安装在定子部件上，使动轴承套二插入定子部件的静轴承套二的轴承套轴孔中，使动轴承套二与静轴承套二形成滑动联接。使锥齿轮二的内花键与从动轴一端的从动轴花键啮合，把锥齿轮二安装在从动轴上。把从动轴的一端插入螺旋桨二中，并使锥齿轮二位于齿轮箱的内腔，使从动轴安装有锥齿轮二的从动轴花键与螺旋桨二的浆轴的浆轴花键啮合，动轴承套二的轴向端面与锥齿轮二的轴向端面相接触，动轴承套二的轴向端面限制锥齿轮二向着从动轴外端方向轴向移动。

把一个浆帽部件安装在螺旋桨二的螺旋桨部件外侧端，使固定板安装在螺旋桨二的桨毂的装配凹槽中，使从动轴一端的从动轴外螺纹插入固定板的固定板轴孔中，把装配锁定螺母安装在该从动轴外螺纹上，把一个浆帽安装在该固定板上，把若干个螺钉插入螺钉沉孔和螺钉孔中，并使螺钉安装在固定板的固定板内螺纹中，把若干个密封塞安装在浆帽的螺钉沉孔中。

把主动轴插入定子部件的密封筒中，使主动轴的主动轴轴头安装在上轴承套的轴承套轴孔中，使主动轴轴头与上轴承套形成滑动联接。使锥齿轮一的内花键与主动轴花键啮合，把锥齿轮一安装在主动轴上，并使锥齿轮一位于齿轮箱的内腔，把齿轮锁定螺母安装在主动轴外螺纹上。

把定子盖板安装在定子部件的齿轮箱上，使定子盖板的若干个盖板定位凸台分别安装在齿轮箱的若干个定位凹槽中。

把从动传动部件的螺旋桨一安装在定子部件上，使动轴承套一插入定子部件的静轴承套一的轴承套轴孔中，使动轴承套一与静轴承套一形成滑动联接。把从动轴的另一端插入螺旋桨一中，使从动轴另一端的从动轴花键与螺旋桨一的浆轴的浆轴花键啮合。

把另一个浆帽部件安装在螺旋桨一的螺旋桨部件外侧端，使固定板安装在螺旋桨一的桨毂的装配凹槽中，使从动轴另一端的从动轴外螺纹插入固定板的固定板轴孔中，把装配锁定螺母安装在该从动轴外螺纹上，把另一个浆帽安装在该固定板上，把若干个螺钉插入螺钉沉孔和螺钉孔中，并使螺钉安装在固定板的固定板内螺纹中，把若干个密封塞安装在浆帽的螺钉沉孔中。

全回转串联涵道式船用螺旋桨的主动轴与船舶推进驱动装置连接在一起，回转轴与船舶转向驱动装置连接在一起。

全回转串联涵道式船用螺旋桨进行推进运行时，船舶推进驱动装置带动主动轴沿着主动轴旋转方向旋转，通过锥齿轮一与锥齿轮二啮合，从动轴带动螺旋桨部件沿着螺旋桨旋转方向旋转，全回转串联涵道式船用螺旋桨前面的水流被螺旋桨一推动至定子部件的定子涵道内腔，螺旋桨一与定子部件的定子叶片有相对运动，对水流产生第一级液体泵输送作用，螺旋桨二的旋转方向与螺旋桨一的旋转方向相同，螺旋桨二与定子部件的定子叶片有相对运动，对水流产生第二级液体泵输送作用，定子涵道内腔的水流被螺旋桨二推动从螺旋桨二的螺旋桨部件外侧端喷出，推动船舶向前行驶。

全回转串联涵道式船用螺旋桨进行船舶转向运行时，船舶转向驱动装置带动回转轴沿着回转轴旋转方向旋转，回转轴通过定子部件带动螺旋桨部件在任意方向进行水平回转，通过改变水流喷射方向使船舶改变航行方向。

全回转串联涵道式船用螺旋桨的桨叶叶梢与涵道内表面连接在一起，确保全回转串联涵道式船用螺旋桨的结构强度和刚性大，适合螺旋桨采用塑料材料或复合材料。桨叶螺距是定螺距，有利于塑料材料的全回转串联涵道式船用螺旋桨的模具型芯以螺旋方式退出模具型腔，简化塑料材料的全回转串联涵道式船用螺旋桨的加工工艺。

全回转串联涵道式船用螺旋桨采用两级液体泵输送的结构，能有效的提高螺旋桨工作效率，节约船舶的燃油消耗。全回转串联涵道式船用螺旋桨采用塑料材料或复合材料，能有效的对抗空蚀，节约大量贵重金属，并且重量轻、成本低。全回转串联涵道式船用螺旋桨能满足拖轮、拖网渔船、海上工程作业平台等中小型民用船舶的需求。

附图说明

说明书附图是全回转串联涵道式船用螺旋桨的结构图和示意图。其中图1是全回转串联涵道式船用螺旋桨轴测图。图2是全回转串联涵道式船用螺旋桨轴测剖视图。图3是主动传动部件安装在定子部件内的轴测剖视图。图4是主动传动部件轴测图。图5是定子部件轴测剖视图。图6是主动轴轴测图。图7是定子轴测剖视图。图8是定子盖板轴测图。图9是从动传动部件轴测剖视图。图10是螺旋桨部件轴测剖视图。图11是从动轴轴测图。图12是螺旋桨轴测剖视图。图13是浆轴轴测图。图14是螺旋桨轴测图，隐藏螺旋桨涵道。图15是上轴承套、静轴承套一、静轴承套二、动轴承套一、动轴承套二的轴测图。图16是浆帽部件轴测剖视图。图17是固定板轴测剖视图。图18是浆帽轴测剖视图。图19是密封塞轴测图。图20是全回转串联涵道式船用螺旋桨的水流路径示意图。

图中标注有螺旋桨旋转方向1、浆帽部件2、螺旋桨一3、从动轴4、定子部件5、锥齿轮一6、锥齿轮二7、螺旋桨二8、主动轴9、主动轴旋转方向10、回转轴旋转方向11、回转轴12、静轴承套一13、定子盖板14、定子涵道15、上轴承套16、静轴承套二17、定子叶片18、齿轮箱19、密封筒20、主动轴凸台21、主动轴外螺纹22、齿轮锁定螺母23、主动轴花键24、主动轴轴头25、定位凸缘26、定位凹槽27、齿轮箱轴孔28、盖板定位凸台29、盖板轴孔30、动轴承套一31、动轴承套二32、螺旋桨涵道33、桨毂34、浆轴35、浆叶36、从动轴外螺纹37、从动轴花键38、从动轴定位凸台39、装配凹槽40、内联接凹槽41、内联接凸台42、桨毂轴孔43、轴承套凸台44、轴承套轴孔45、浆帽46、密封塞47、装配锁定螺母48、螺钉49、固定板50、固定板轴孔51、固定板内螺纹52、螺钉沉孔53、螺钉孔54、固定凹槽55、水流方向56、外联接凸台57、浆轴凸台58、浆轴花键59、浆轴轴孔60。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步叙述。

参照图1、图2、图3、图5、图7、图8和图15，全回转串联涵道式船用螺旋桨主要由定子部件5、主动传动部件、从动传动部件组成。主动传动部件安装在定子部件5内，从动传动部件安装在定子部件5内和定子部件5水平轴向两端。

定子部件5主要由定子、定子盖板14、上轴承套16、静轴承套一13、静轴承套二17组成。定子主要由定子涵道15、齿轮箱19、密封筒20、定子叶片18、回转轴12组成。定子涵道15呈圆筒形。齿轮箱19呈一端封闭的圆筒形，齿轮箱19封闭一端的中间有一个齿轮箱轴孔28，齿轮箱19另一端内表面有若干个瓦片形的定位凹槽27。齿轮箱19位于定子涵道15的内腔，齿轮箱19与定子涵道15之间有若干个矩形的定子叶片18，齿轮箱19与定子涵道15之间有一个圆筒形的密封筒20，齿轮箱19位于密封筒20轴线的侧表面有一个通孔，该通孔直径略小于密封筒20内表面的直径，在该通孔周围形成定位凸缘26。定子涵道15径向外表面有一个圆筒形的回转轴12，定子涵道15位于密封筒20轴线的侧表面有一个通孔，该通孔的轴线与回转轴12的轴线重合，并且该通孔直径小于回转轴12内表面的直径。

定子盖板14呈一端封闭的圆筒形，定子盖板14封闭一端的中间有一个盖板轴孔30，定子盖板14径向外表面有若干个瓦片形的盖板定位凸台29。

上轴承套16呈圆筒形，上轴承套16沿着轴线方向有轴承套轴孔45，上轴承套16一端的外表面有轴承套凸台44。

静轴承套一13呈圆筒形，静轴承套一13沿着轴线方向有轴承套轴孔45，静轴承套一13一端的外表面有轴承套凸台44。

静轴承套二17呈圆筒形，静轴承套二17沿着轴线方向有轴承套轴孔45，静轴承套二17一端的外表面有轴承套凸台44。

上轴承套16采用过盈配合的方式安装在定子的定位凸缘26中，静轴承套二17采用过盈配合的方式安装在定子的齿轮箱轴孔28中，静轴承套一13采用过盈配合的方式安装在定子盖板14的盖板轴孔30中，定子盖板14安装在齿轮箱19有定位凹槽27的一端，定子盖板14的若干个盖板定位凸台29分别安装在齿轮箱19的若干个定位凹槽27中。

参照图4和图6，主动传动部件主要由主动轴9、锥齿轮一6、齿轮锁定螺母23组成。主动轴9呈圆柱形，从主动轴9一端向着主动轴9中间方向依次有主动轴外螺纹22、主动轴花键24、主动轴轴头25、主动轴凸台21。锥齿轮一6中间轴孔有内花键，锥齿轮一6的内花键与主动轴花键24啮合，把锥齿轮一6安装在主动轴9上，齿轮锁定螺母23安装在主动轴外螺纹22上，齿轮锁定螺母23和主动轴轴头25的轴向端面一起限制锥齿轮一6轴向移动。

参照图9至图19，从动传动部件主要由螺旋桨部件、浆帽部件2、从动轴4、动轴承套一31、锥齿轮二7、动轴承套二32组成。锥齿轮二7安装在从动轴4中间位置，螺旋桨部件安装在从动轴4的两端，螺旋桨部件安装在从动轴4一端的是螺旋桨一3，螺旋桨部件安装在从动轴4另一端的是螺旋桨二8，动轴承套一31安装在螺旋桨一3的一端，一个浆帽部件2安装在螺旋桨一3的另一端，动轴承套二32安装在螺旋桨二8的一端，一个浆帽部件2安装在螺旋桨二8的另一端。

螺旋桨部件主要由螺旋桨涵道33、桨毂34、浆轴35、浆叶36组成。螺旋桨部件装配后，靠近定子部件5的一端是螺旋桨部件内侧端，远离定子部件5的一端是螺旋桨部件外侧端。

浆轴35是空芯轴，浆轴35沿着轴线方向有浆轴轴孔60，浆轴35的一端有浆轴凸台58，浆轴凸台58径向内表面有浆轴花键59，浆轴35径向外表面有若干个外联接凸台57。浆轴35有浆轴凸台58的一端位于螺旋桨部件内侧端，浆轴35没有浆轴凸台58的一端位于螺旋桨部件外侧端。

螺旋桨涵道33呈圆筒形，螺旋桨涵道33内表面截面轨迹呈圆滑的曲线，螺旋桨涵道33从螺旋桨部件外侧端向着螺旋桨部件内侧端方向的内表面截面呈渐扩的形状，或者呈渐缩的形状。

桨毂34呈圆筒形，桨毂34中间是桨毂轴孔43，桨毂轴孔43内表面的中间有一个内联接凸台42，内联接凸台42的内表面有若干个内联接凹槽41，桨毂34的一端有装配凹槽40，桨毂34有装配凹槽40的一端位于螺旋桨部件外侧端，桨毂34没有装配凹槽40的一端位于螺旋桨部件内侧端。

若干个浆叶36均匀分布在桨毂34的径向外表面，浆叶36呈螺旋面，浆叶36的螺距是定螺距，浆叶36的叶梢与螺旋桨涵道33内表面连接在一起。

螺旋桨涵道33、浆叶36、桨毂34采用塑料材料，或者采用玻璃钢材料，或者采用复合材料加工成一个整体零件。浆轴35的外联接凸台57与桨毂34的内联接凹槽41连接在一起，把浆轴35与桨毂34固定在一起。

动轴承套一31呈圆筒形，动轴承套一31沿着轴线方向有轴承套轴孔45，动轴承套一31一端的外表面有轴承套凸台44。

动轴承套二32呈圆筒形，动轴承套二32沿着轴线方向有轴承套轴孔45，动轴承套二32一端的外表面有轴承套凸台44。

动轴承套一31采用过盈配合的方式安装在螺旋桨一3的浆轴35的浆轴凸台58的径向外表面，动轴承套二32采用过盈配合的方式安装在螺旋桨二8的浆轴35的浆轴凸台58的径向外表面。

从动轴4呈圆柱形，从动轴4的两端各有一个从动轴外螺纹37，从动轴4的中间有一个从动轴定位凸台39，从动轴定位凸台39的两端各有一个从动轴花键38。锥齿轮二7中间轴孔有内花键，锥齿轮二7的内花键与从动轴4一端的从动轴花键38啮合，把锥齿轮二7安装在从动轴4上，从动轴定位凸台39的一个轴向端面限制锥齿轮二7向着从动轴4中间方向轴向移动。

浆帽部件2主要由浆帽46、密封塞47、装配锁定螺母48、螺钉49、固定板50组成。浆帽46呈圆锥形，浆帽46圆锥底面有一个固定凹槽55，固定凹槽55上有若干个螺钉孔54，每一个螺钉孔54向着浆帽46圆锥斜面的方向有一个螺钉沉孔53。固定板50呈一端封闭的圆筒形，固定板50封闭一端的中间有一个固定板轴孔51，固定板轴孔51周围有若干个固定板内螺纹52。密封塞47呈圆柱形，密封塞47一端是一个斜面，密封塞47的材质是橡胶，或者是有弹性的塑料。

从动轴4、主动轴9、锥齿轮一6、锥齿轮二7、浆轴35、固定板50采用铜材料，或者采用不锈钢材料，或者采用碳钢材料。

参照图1至19，全回转串联涵道式船用螺旋桨装配时，上轴承套16采用过盈配合的方式安装在定子部件5的定位凸缘26中，静轴承套二17采用过盈配合的方式安装在定子部件5的齿轮箱轴孔28中，静轴承套一13采用过盈配合的方式安装在定子盖板14的盖板轴孔30中。动轴承套一31采用过盈配合的方式安装在螺旋桨一3的浆轴35的浆轴凸台58的径向外表面，动轴承套二32采用过盈配合的方式安装在螺旋桨二8的浆轴35的浆轴凸台58的径向外表面。

把从动传动部件的螺旋桨二8安装在定子部件5上，使动轴承套二32插入定子部件5的静轴承套二17的轴承套轴孔45中，使动轴承套二32与静轴承套二17形成滑动联接。使锥齿轮二7的内花键与从动轴4一端的从动轴花键38啮合，把锥齿轮二7安装在从动轴4上。把从动轴4的一端插入螺旋桨二8中，并使锥齿轮二7位于齿轮箱19的内腔，使从动轴4安装有锥齿轮二7的从动轴花键38与螺旋桨二8的浆轴35的浆轴花键59啮合，动轴承套二32的轴向端面与锥齿轮二7的轴向端面相接触，动轴承套二32的轴向端面限制锥齿轮二7向着从动轴4外端方向轴向移动。

把一个浆帽部件2安装在螺旋桨二8的螺旋桨部件外侧端，使固定板50安装在螺旋桨二8的桨毂34的装配凹槽40中，使从动轴4一端的从动轴外螺纹37插入固定板50的固定板轴孔51中，把装配锁定螺母48安装在该从动轴外螺纹37上，把一个浆帽46安装在该固定板50上，把若干个螺钉49插入螺钉沉孔53和螺钉孔54中，并使螺钉49安装在固定板50的固定板内螺纹52中，把若干个密封塞47安装在浆帽46的螺钉沉孔53中。

把主动轴9插入定子部件5的密封筒20中，使主动轴9的主动轴轴头25安装在上轴承套16的轴承套轴孔45中，使主动轴轴头25与上轴承套16形成滑动联接。使锥齿轮一6的内花键与主动轴花键24啮合，把锥齿轮一6安装在主动轴9上，并使锥齿轮一6位于齿轮箱19的内腔，把齿轮锁定螺母23安装在主动轴外螺纹22上。

把定子盖板14安装在定子部件5的齿轮箱19上，使定子盖板14的若干个盖板定位凸台29分别安装在齿轮箱19的若干个定位凹槽27中。

把从动传动部件的螺旋桨一3安装在定子部件5上，使动轴承套一31插入定子部件5的静轴承套一13的轴承套轴孔45中，使动轴承套一31与静轴承套一13形成滑动联接。把从动轴4的另一端插入螺旋桨一3中，使从动轴4另一端的从动轴花键38与螺旋桨一3的浆轴35的浆轴花键59啮合。

把另一个浆帽部件2安装在螺旋桨一3的螺旋桨部件外侧端，使固定板50安装在螺旋桨一3的桨毂34的装配凹槽40中，使从动轴4另一端的从动轴外螺纹37插入固定板50的固定板轴孔51中，把装配锁定螺母48安装在该从动轴外螺纹37上，把另一个浆帽46安装在该固定板50上，把若干个螺钉49插入螺钉沉孔53和螺钉孔54中，并使螺钉49安装在固定板50的固定板内螺纹52中，把若干个密封塞47安装在浆帽46的螺钉沉孔53中。

参照图20，全回转串联涵道式船用螺旋桨的主动轴9与船舶推进驱动装置连接在一起，回转轴12与船舶转向驱动装置连接在一起。

全回转串联涵道式船用螺旋桨进行推进运行时，船舶推进驱动装置带动主动轴9沿着主动轴旋转方向10旋转，通过锥齿轮一6与锥齿轮二7啮合，从动轴4带动螺旋桨部件沿着螺旋桨旋转方向1旋转，全回转串联涵道式船用螺旋桨前面的水流被螺旋桨一3推动至定子部件5的定子涵道15内腔，螺旋桨一3与定子部件5的定子叶片18有相对运动，对水流产生第一级液体泵输送作用，螺旋桨二8的旋转方向与螺旋桨一3的旋转方向相同，螺旋桨二8与定子部件5的定子叶片18有相对运动，对水流产生第二级液体泵输送作用，定子涵道15内腔的水流被螺旋桨二8推动从螺旋桨二8的螺旋桨部件外侧端喷出，推动船舶向前行驶。

全回转串联涵道式船用螺旋桨进行船舶转向运行时，船舶转向驱动装置带动回转轴12沿着回转轴旋转方向11旋转，回转轴12通过定子部件5带动螺旋桨部件在任意方向进行水平回转，通过改变水流喷射方向使船舶改变航行方向。

全回转串联涵道式船用螺旋桨的桨叶叶梢与涵道内表面连接在一起，确保全回转串联涵道式船用螺旋桨的结构强度和刚性大，适合螺旋桨采用塑料材料或复合材料。桨叶螺距是定螺距，有利于塑料材料的全回转串联涵道式船用螺旋桨的模具型芯以螺旋方式退出模具型腔，简化塑料材料的全回转串联涵道式船用螺旋桨的加工工艺。

全回转串联涵道式船用螺旋桨采用两级液体泵输送的结构，能有效的提高螺旋桨工作效率，节约船舶的燃油消耗。全回转串联涵道式船用螺旋桨采用塑料材料或复合材料，能有效的对抗空蚀，节约大量贵重金属，并且重量轻、成本低。全回转串联涵道式船用螺旋桨能满足拖轮、拖网渔船、海上工程作业平台等中小型民用船舶的需求。

Claims (1)

1.一种全回转串联涵道式船用螺旋桨，其特征在于全回转串联涵道式船用螺旋桨主要由定子部件(5)、主动传动部件、从动传动部件组成；主动传动部件安装在定子部件(5)内，从动传动部件安装在定子部件(5)内和定子部件(5)水平轴向两端；

定子部件(5)主要由定子、定子盖板(14)、上轴承套(16)、静轴承套一(13)、静轴承套二(17)组成；定子主要由定子涵道(15)、齿轮箱(19)、密封筒(20)、定子叶片(18)、回转轴(12)组成；定子涵道(15)呈圆筒形；齿轮箱(19)呈一端封闭的圆筒形，齿轮箱(19)封闭一端的中间有一个齿轮箱轴孔(28)，齿轮箱(19)另一端内表面有若干个瓦片形的定位凹槽(27)；齿轮箱(19)位于定子涵道(15)的内腔，齿轮箱(19)与定子涵道(15)之间有若干个矩形的定子叶片(18)，齿轮箱(19)与定子涵道(15)之间有一个圆筒形的密封筒(20)，齿轮箱(19)位于密封筒(20)轴线的侧表面有一个通孔，该通孔直径略小于密封筒(20)内表面的直径，在该通孔周围形成定位凸缘(26)；定子涵道(15)径向外表面有一个圆筒形的回转轴(12)，定子涵道(15)位于密封筒(20)轴线的侧表面有一个通孔，该通孔的轴线与回转轴(12)的轴线重合，并且该通孔直径小于回转轴(12)内表面的直径；

定子盖板(14)呈一端封闭的圆筒形，定子盖板(14)封闭一端的中间有一个盖板轴孔(30)，定子盖板(14)径向外表面有若干个瓦片形的盖板定位凸台(29)；

上轴承套(16)呈圆筒形，上轴承套(16)沿着轴线方向有轴承套轴孔(45)，上轴承套(16)一端的外表面有轴承套凸台(44)；

静轴承套一(13)呈圆筒形，静轴承套一(13)沿着轴线方向有轴承套轴孔(45)，静轴承套一(13)一端的外表面有轴承套凸台(44)；

静轴承套二(17)呈圆筒形，静轴承套二(17)沿着轴线方向有轴承套轴孔(45)，静轴承套二(17)一端的外表面有轴承套凸台(44)；

上轴承套(16)采用过盈配合的方式安装在定子的定位凸缘(26)中，静轴承套二(17)采用过盈配合的方式安装在定子的齿轮箱轴孔(28)中，静轴承套一(13)采用过盈配合的方式安装在定子盖板(14)的盖板轴孔(30)中，定子盖板(14)安装在齿轮箱(19)有定位凹槽(27)的一端，定子盖板(14)的若干个盖板定位凸台(29)分别安装在齿轮箱(19)的若干个定位凹槽(27)中；

主动传动部件主要由主动轴(9)、锥齿轮一(6)、齿轮锁定螺母(23)组成；主动轴(9)呈圆柱形，从主动轴(9)一端向着主动轴(9)中间方向依次有主动轴外螺纹(22)、主动轴花键(24)、主动轴轴头(25)、主动轴凸台(21)；锥齿轮一(6)中间轴孔有内花键，锥齿轮一(6)的内花键与主动轴花键(24)啮合，把锥齿轮一(6)安装在主动轴(9)上，齿轮锁定螺母(23)安装在主动轴外螺纹(22)上，齿轮锁定螺母(23)和主动轴轴头(25)的轴向端面一起限制锥齿轮一(6)轴向移动；

从动传动部件主要由螺旋桨部件、浆帽部件(2)、从动轴(4)、动轴承套一(31)、锥齿轮二(7)、动轴承套二(32)组成；锥齿轮二(7)安装在从动轴(4)中间位置，螺旋桨部件安装在从动轴(4)的两端，螺旋桨部件安装在从动轴(4)一端的是螺旋桨一(3)，螺旋桨部件安装在从动轴(4)另一端的是螺旋桨二(8)，动轴承套一(31)安装在螺旋桨一(3)的一端，一个浆帽部件(2)安装在螺旋桨一(3)的另一端，动轴承套二(32)安装在螺旋桨二(8)的一端，一个浆帽部件(2)安装在螺旋桨二(8)的另一端；

螺旋桨部件主要由螺旋桨涵道(33)、桨毂(34)、浆轴(35)、浆叶(36)组成；螺旋桨部件装配后，靠近定子部件(5)的一端是螺旋桨部件内侧端，远离定子部件(5)的一端是螺旋桨部件外侧端；

浆轴(35)是空芯轴，浆轴(35)沿着轴线方向有浆轴轴孔(60)，浆轴(35)的一端有浆轴凸台(58)，浆轴凸台(58)径向内表面有浆轴花键(59)，浆轴(35)径向外表面有若干个外联接凸台(57)；浆轴(35)有浆轴凸台(58)的一端位于螺旋桨部件内侧端，浆轴(35)没有浆轴凸台(58)的一端位于螺旋桨部件外侧端；

螺旋桨涵道(33)呈圆筒形，螺旋桨涵道(33)内表面截面轨迹呈圆滑的曲线，螺旋桨涵道(33)从螺旋桨部件外侧端向着螺旋桨部件内侧端方向的内表面截面呈渐扩的形状，或者呈渐缩的形状；

桨毂(34)呈圆筒形，桨毂(34)中间是桨毂轴孔(43)，桨毂轴孔(43)内表面的中间有一个内联接凸台(42)，内联接凸台(42)的内表面有若干个内联接凹槽(41)，桨毂(34)的一端有装配凹槽(40)，桨毂(34)有装配凹槽(40)的一端位于螺旋桨部件外侧端，桨毂(34)没有装配凹槽(40)的一端位于螺旋桨部件内侧端；

若干个浆叶(36)均匀分布在桨毂(34)的径向外表面，浆叶(36)呈螺旋面，浆叶(36)的螺距是定螺距，浆叶(36)的叶梢与螺旋桨涵道(33)内表面连接在一起；

螺旋桨涵道(33)、浆叶(36)、桨毂(34)采用塑料材料，或者采用玻璃钢材料，或者采用复合材料加工成一个整体零件；浆轴(35)的外联接凸台(57)与桨毂(34)的内联接凹槽(41)连接在一起，把浆轴(35)与桨毂(34)固定在一起；

动轴承套一(31)呈圆筒形，动轴承套一(31)沿着轴线方向有轴承套轴孔(45)，动轴承套一(31)一端的外表面有轴承套凸台(44)；

动轴承套二(32)呈圆筒形，动轴承套二(32)沿着轴线方向有轴承套轴孔(45)，动轴承套二(32)一端的外表面有轴承套凸台(44)；

动轴承套一(31)采用过盈配合的方式安装在螺旋桨一(3)的浆轴(35)的浆轴凸台(58)的径向外表面，动轴承套二(32)采用过盈配合的方式安装在螺旋桨二(8)的浆轴(35)的浆轴凸台(58)的径向外表面；

从动轴(4)呈圆柱形，从动轴(4)的两端各有一个从动轴外螺纹(37)，从动轴(4)的中间有一个从动轴定位凸台(39)，从动轴定位凸台(39)的两端各有一个从动轴花键(38)；锥齿轮二(7)中间轴孔有内花键，锥齿轮二(7)的内花键与从动轴(4)一端的从动轴花键(38)啮合，把锥齿轮二(7)安装在从动轴(4)上，从动轴定位凸台(39)的一个轴向端面限制锥齿轮二(7)向着从动轴(4)中间方向轴向移动；

浆帽部件(2)主要由浆帽(46)、密封塞(47)、装配锁定螺母(48)、螺钉(49)、固定板(50)组成；浆帽(46)呈圆锥形，浆帽(46)圆锥底面有一个固定凹槽(55)，固定凹槽(55)上有若干个螺钉孔(54)，每一个螺钉孔(54)向着浆帽(46)圆锥斜面的方向有一个螺钉沉孔(53)；固定板(50)呈一端封闭的圆筒形，固定板(50)封闭一端的中间有一个固定板轴孔(51)，固定板轴孔(51)周围有若干个固定板内螺纹(52)；密封塞(47)呈圆柱形，密封塞(47)一端是一个斜面，密封塞(47)的材质是橡胶，或者是有弹性的塑料；

从动轴(4)、主动轴(9)、锥齿轮一(6)、锥齿轮二(7)、浆轴(35)、固定板(50)采用铜材料，或者采用不锈钢材料，或者采用碳钢材料；

全回转串联涵道式船用螺旋桨装配时，上轴承套(16)采用过盈配合的方式安装在定子部件(5)的定位凸缘(26)中，静轴承套二(17)采用过盈配合的方式安装在定子部件(5)的齿轮箱轴孔(28)中，静轴承套一(13)采用过盈配合的方式安装在定子盖板(14)的盖板轴孔(30)中；动轴承套一(31)采用过盈配合的方式安装在螺旋桨一(3)的浆轴(35)的浆轴凸台(58)的径向外表面，动轴承套二(32)采用过盈配合的方式安装在螺旋桨二(8)的浆轴(35)的浆轴凸台(58)的径向外表面；

把从动传动部件的螺旋桨二(8)安装在定子部件(5)上，使动轴承套二(32)插入定子部件(5)的静轴承套二(17)的轴承套轴孔(45)中，使动轴承套二(32)与静轴承套二(17)形成滑动联接；使锥齿轮二(7)的内花键与从动轴(4)一端的从动轴花键(38)啮合，把锥齿轮二(7)安装在从动轴(4)上；把从动轴(4)的一端插入螺旋桨二(8)中，并使锥齿轮二(7)位于齿轮箱(19)的内腔，使从动轴(4)安装有锥齿轮二(7)的从动轴花键(38)与螺旋桨二(8)的浆轴(35)的浆轴花键(59)啮合，动轴承套二(32)的轴向端面与锥齿轮二(7)的轴向端面相接触，动轴承套二(32)的轴向端面限制锥齿轮二(7)向着从动轴(4)外端方向轴向移动；

把一个浆帽部件(2)安装在螺旋桨二(8)的螺旋桨部件外侧端，使固定板(50)安装在螺旋桨二(8)的桨毂(34)的装配凹槽(40)中，使从动轴(4)一端的从动轴外螺纹(37)插入固定板(50)的固定板轴孔(51)中，把装配锁定螺母(48)安装在该从动轴外螺纹(37)上，把一个浆帽(46)安装在该固定板(50)上，把若干个螺钉(49)插入螺钉沉孔(53)和螺钉孔(54)中，并使螺钉(49)安装在固定板(50)的固定板内螺纹(52)中，把若干个密封塞(47)安装在浆帽(46)的螺钉沉孔(53)中；

把主动轴(9)插入定子部件(5)的密封筒(20)中，使主动轴(9)的主动轴轴头(25)安装在上轴承套(16)的轴承套轴孔(45)中，使主动轴轴头(25)与上轴承套(16)形成滑动联接；使锥齿轮一(6)的内花键与主动轴花键(24)啮合，把锥齿轮一(6)安装在主动轴(9)上，并使锥齿轮一(6)位于齿轮箱(19)的内腔，把齿轮锁定螺母(23)安装在主动轴外螺纹(22)上；

把定子盖板(14)安装在定子部件(5)的齿轮箱(19)上，使定子盖板(14)的若干个盖板定位凸台(29)分别安装在齿轮箱(19)的若干个定位凹槽(27)中；

把从动传动部件的螺旋桨一(3)安装在定子部件(5)上，使动轴承套一(31)插入定子部件(5)的静轴承套一(13)的轴承套轴孔(45)中，使动轴承套一(31)与静轴承套一(13)形成滑动联接；把从动轴(4)的另一端插入螺旋桨一(3)中，使从动轴(4)另一端的从动轴花键(38)与螺旋桨一(3)的浆轴(35)的浆轴花键(59)啮合；

把另一个浆帽部件(2)安装在螺旋桨一(3)的螺旋桨部件外侧端，使固定板(50)安装在螺旋桨一(3)的桨毂(34)的装配凹槽(40)中，使从动轴(4)另一端的从动轴外螺纹(37)插入固定板(50)的固定板轴孔(51)中，把装配锁定螺母(48)安装在该从动轴外螺纹(37)上，把另一个浆帽(46)安装在该固定板(50)上，把若干个螺钉(49)插入螺钉沉孔(53)和螺钉孔(54)中，并使螺钉(49)安装在固定板(50)的固定板内螺纹(52)中，把若干个密封塞(47)安装在浆帽(46)的螺钉沉孔(53)中。