CN1537779A - 船用推进装置的驱动轴支承结构 - Google Patents
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Abstract
一种船用推进装置的驱动轴支承结构,其中齿轮箱(15)具有竖直驱动轴容纳孔(15b),且由内燃机驱动的驱动轴(21)支承在驱动轴容纳孔中进行转动。齿轮箱(15)具有与驱动轴容纳孔(15b)的下端相连的齿轮腔(15a)。用于将动力从驱动轴传递给螺桨轴(24)的伞齿轮机构(22)设置在齿轮腔(15a)中。驱动轴(21)支承在轴承(37)中进行转动。轴承安装在驱动轴容纳孔中,并通过拧入到驱动轴容纳孔的内螺纹部分中的轴承固定元件(38)固定就位。封盖元件连接在齿轮箱上,使得以液体密封的方式封闭驱动轴容纳孔的开口上端,封盖元件具有驱动轴穿过的中心孔。轴承固定保持在齿轮箱中,以防止驱动轴沿竖直方向运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种船用推进装置,例如具有舷外内燃机的舷外马达或具有舷内内燃机的舷外/舷内马达,更具体地说,本发明涉及一种安装在船用推进装置的齿轮箱内的驱动轴支承结构。
背景技术
构成船用推进装置下部的齿轮箱形成一个用于容纳伞齿轮机构的齿轮腔,伞齿轮机构可将动力从驱动轴传递到螺桨轴。驱动轴容纳孔从齿轮箱的上端壁向下延伸,且齿轮腔与驱动轴容纳孔的下端相连。穿过驱动轴容纳孔延伸的驱动轴支承在轴承中进行转动。齿轮腔和驱动轴容纳孔中装有足够量的润滑油来对设置在齿轮腔中的伞齿轮机构和设置在与齿轮腔相通的驱动轴容纳孔中的轴承进行润滑。
日本专利公报特开平8-34394中就公开了这样一种船用推进装置的齿轮箱,其具有驱动轴容纳孔,该驱动轴容纳孔具有由水泵泵壳封盖的开口上端,从而以液体密封的方式密封驱动轴容纳孔和齿轮腔。
在日本专利公报特开平8-34394公开的齿轮箱中,轴承保持在驱动轴法兰和齿轮箱之间且不固定到齿轮箱上。轴承通过重力和作用在伞齿轮机构内的伞齿轮上的向下推力而固定就位。由于没有对轴承向上的运动进行限制,因此,轴承就可与驱动轴一起沿竖直方向运动。
发明内容
本发明就是为了解决这一问题,因此本发明的目的是提供一种安装在船用推进装置齿轮箱中的简单的驱动轴支承结构,其能够以液体密封的方式对齿轮箱所构成的齿轮腔进行密封,并可固定地将轴承保持在齿轮箱中,以限制驱动轴沿竖直方向运动。
为实现上述目的,本发明提供一种船用推进装置的驱动轴支承结构,该船用推进装置具有齿轮箱,该齿轮箱构成船用推进装置的下部并设有竖直驱动轴容纳孔和齿轮腔,齿轮腔与驱动轴容纳孔的下端相连并装有伞齿轮机构,伞齿轮机构用于将动力从驱动轴传递给螺桨轴,驱动轴在驱动轴容纳孔中支承于轴承中以便进行转动,该轴承固定在驱动轴容纳孔内,所述驱动轴支承结构包括:轴承固定元件,其用于将轴承保持在驱动轴容纳孔中,从而使轴承不可在驱动轴容纳孔中沿纵向运动;封盖元件,驱动轴穿过封盖元件,封盖元件设置在轴承固定元件的上方,并以液体密封的方式封闭驱动轴容纳孔的开口上端。
根据本发明,封盖元件以液体密封的方式封闭驱动轴容纳孔的开口上端,并且,在驱动轴容纳孔中固定在封盖元件下方的轴承固定元件固定保持用于支承驱动轴进行转动的轴承。因此,提供一种简单的结构就可限制驱动轴沿竖直方向的运动。
由于封盖元件独立于用于固定保持轴承的轴承固定元件,并且封盖元件以液体密封的方式封闭驱动轴容纳孔的开口上端,因此,作用于驱动轴的竖直方向的力不会影响封盖元件,因此可方便地密封封盖元件和驱动轴之间的间隙,因而简化了用于将封盖元件连接到齿轮箱上的结构,从而可避免增大齿轮箱的尺寸。
优选地,齿轮箱在一部分驱动轴容纳孔中具有内螺纹,轴承固定元件具有与齿轮箱的内螺纹相配合的外螺纹,且轴承固定元件拧入到驱动轴容纳孔的具有内螺纹的部分中,以便将轴承固定保持在驱动轴容纳孔中。因此,可简单且方便地将轴承固定元件连接到齿轮箱上。
优选地,使在内螺纹下方延伸的一部分驱动轴容纳孔缩小,从而形成一个肩部,轴承设置在肩部上,且轴承固定元件拧入到驱动轴容纳孔的具有内螺纹的部分中,以便将轴承压靠在肩部上,从而将轴承保持在轴承固定元件和肩部之间。
优选地,位于内螺纹和肩部之间的一部分驱动轴容纳孔向下呈锥形,从而形成一个锥形支承部分,轴承具有向下倾斜的锥形圆周面,且轴承通过其锥形圆周面与驱动轴容纳孔的锥形支承部分的锥形表面紧密接触而在驱动轴容纳孔中保持就位。因此,就可将轴承牢固地保持在锥形支承部分中。
轴承固定元件可呈环形,其具有多边形中心孔,旋转工具啮合在中心孔中。轴承固定元件可通过旋转工具进行转动,从而可方便地将轴承固定元件拧入到驱动轴容纳孔的内螺纹部分中。
轴承固定元件在其下端设有环形脊,该脊可压靠在位于上方的一个轴承上。轴承固定元件的环形脊压靠在轴承上,从而将轴承固定保持在驱动轴容纳孔中。
驱动轴容纳孔的开口上端可沉陷在齿轮箱的上表面下方,封盖元件可设有法兰,且封盖元件可通过设置在驱动轴容纳孔开口上端的法兰进行定位。
封盖元件具有盘形本体部分、从本体部分向上伸出的上圆筒形部分、从本体部分向下伸出的内圆筒形部分、和从本体部分向下伸出且围绕内圆筒形部分的外圆筒形部分,且外圆筒形部分可安装在驱动轴容纳孔的上端部分中。因此,封盖元件可以可靠地进行定位。
优选地,封盖元件的本体部分具有凸台,且凸台连接到齿轮箱上。因此,封盖元件可以可靠地固定到齿轮箱上。
密封元件可保持在内圆筒形部分和驱动轴之间,O形环可保持在外圆筒形部分和驱动轴容纳孔的侧表面之间。因此,可以以液体密封的方式密封住封盖元件的内部。
在驱动轴容纳孔中的封盖元件和轴承固定元件之间可形成一个空间,该空间可通过连接孔与润滑油供应源相连。因此,可以可靠地将润滑油供应到驱动轴容纳孔中。
可在齿轮箱的上表面设置一个下板,下板横穿驱动轴容纳孔延伸,且下板具有开口,驱动轴可穿过该开口,由驱动轴驱动的水泵可安装在下板上。
附图说明
图1是包括齿轮箱的舷外发动机的侧视图,其中,齿轮箱具有本发明优选实施例的驱动轴支承结构;
图2是安装在图1所示齿轮箱内的驱动机构的截面图;
图3是图1所示齿轮箱的截面图;
图4是图3所示齿轮箱的俯视图;
图5是图3所示齿轮箱的后视图;
图6是轴承紧固元件的俯视图;
图7是沿图6中VII-VII线的横截面图;
图8是封盖元件的俯视图;
图9是图8所示封盖元件的仰视图;
图10是沿图9中X-X线的横截面图;
图11是图3所示齿轮箱的上部基本部分的截面图;
图12是图11所示上部基本部分的俯视图;
图13是螺桨轴支承元件的后视图;
图14是沿图13中XIV-XIV线的横截面图;
图15是齿轮箱和螺桨轴支承元件组件的后视图;
图16是封盖元件的俯视图;
图17是图16所示封盖元件的仰视图;以及
图18是沿图16中XVIII-XVIII线的横截面图。
具体实施方式
下面将结合图1至18对本发明的优选实施例进行描述。
图1是本发明的舷外发动机10的侧视图。舷外发动机10通过艉构架夹紧装置2连接到船的艉构架1上。
艉构架夹紧装置2包括通过螺栓固定到艉构架1上的托架3和转动箱体5,转动箱体5通过在托架3的前端部水平延伸的倾动轴4被可转动地支承,以便使其可在竖直平面内转动。转动箱体5基本上沿竖直方向支承着转动轴6并使其可转动。
舷外发动机10具有发动机本体10a,发动机本体10a通过上连接件7和下连接件8连接到转动轴6上。舷外发动机10可在竖直平面内在倾动轴4上转动,并可在水平平面内绕转动轴6的轴线转动。发动机本体10a包括至少与连接件7(或连接件8)相连的延伸箱体14,和与另一个连接件8(或连接件7)相连的安装箱体12。安装箱体12与延伸箱体14组合在一起。
内燃机11固定安装在安装箱体12上。安装箱体12和延伸箱体14组合在一起支承着内燃机11和驱动机构。油箱或类似的装置可布置在安装箱体12和延伸箱体14之间。
发动机盖13a至少封盖住内燃机11的上半部分。发动机本体10a具有封盖住内燃机11的下半部分的下盖13b。发动机本体10a限定了舷外发动机10的外形。齿轮箱15与发动机本体10a的延伸箱体14的下端相连。
当船静止或低速航行时,位于下连接件8周围部分下方的舷外发动机10的下部成为浸入到水中的浸入部分。
内燃机11具有基本上竖直布置的曲轴20。与曲轴20连接的驱动轴21向下穿过延伸箱体14延伸到齿轮箱15中。
伞齿轮机构22和前进/后退选择离合机构23设置在齿轮箱15内。基本上竖直布置的驱动轴21的转动通过伞齿轮机构22传递给基本上水平布置的螺桨轴24,从而使安装在螺桨轴24上的螺旋桨25转动。
用于操纵前进/后退选择离合机构23的上换向杆26平行于驱动轴21并支承在其前方以便进行转动。上换向杆26穿过转动轴6在安装箱体12和齿轮箱15之间延伸。与上换向杆26同轴接合的下换向杆27插入到齿轮箱15中。
舷外发动机10的齿轮箱15是铝合金铸件。齿轮箱15具有齿轮外壳18,齿轮外壳18形成齿轮腔15a并呈炮弹壳形状。上部和下部在平面内呈流线型形状。齿轮箱15的下后部是凹入的,从而形成三角形导流尾鳍16。
防溅板17a和防涡凹板(anticviaton plate)17b从齿轮箱15上部的相对的侧表面侧向延伸。防溅板17a位于防涡凹板17b的上方。
齿轮外壳18呈炮弹壳形状,齿轮外壳18在导流尾鳍16上方的水平面内沿纵向延伸并侧向隆起。齿轮外壳18具有封闭的前端和敞开的后端,其封闭的前端呈炮弹壳头部的形状。
如图3所示,齿轮腔15a位于齿轮外壳18的前部。驱动轴容纳孔15b从齿轮腔15a向上延伸。螺桨轴容纳孔15c在齿轮腔15a和齿轮外壳18敞开的后端之间延伸。
基本上竖直延伸的驱动轴容纳孔15b、与驱动轴容纳孔15b下端相连的齿轮腔15a、和从齿轮腔15a向后水平延伸的螺桨轴容纳孔15c在齿轮箱15中形成大致呈L形的中空部分。
换向杆容纳孔15d位于驱动轴容纳孔15b的前方,并与驱动轴容纳孔15b平行且相距一个较短的距离。换向杆容纳孔15d通向形成于齿轮腔15a前方并具有较小直径的凹腔15e。
在齿轮箱15中,在换向杆容纳孔15d的前方且平行于换向杆容纳孔15d形成有一个较小的测速孔15f。测速孔15f的下端部分向前弯曲并通向齿轮箱15的外部空间。
在驱动轴容纳孔15b的后面形成一个沿驱动轴容纳孔15b延伸的吸入通道15g,水通过吸入通道15g泵送上来。如图2所示,吸入通道15g的下部与吸入口15g1相连,吸入口15g1覆盖有过滤网30。在吸入通道15g的后方设有一个具有开口上端的纵向平直排泄通道15h。排泄通道15h的下端部分穿过齿轮外壳18的上壁延伸。
如图4所示,驱动轴容纳孔15b、换向杆容纳孔15d、测速孔15f、吸入通道15g和排泄通道15h各自的开口上端通到由图4中圆点阴影区域表示的齿轮箱15的连接表面19上,也就是,通到与延伸箱体14相连的上端表面上。驱动轴容纳孔15b的开口上端略微沉陷于连接表面19的下方。齿轮箱15的齿轮外壳18具有敞开的后端。
如图3所示,用于容纳驱动轴21的驱动轴容纳孔15b具有最大直径的上端部分15b1、内螺纹部分15b2和轴承部分15b3,内螺纹部分15b2从上端部分15b1向下延伸并具有外径基本上等于上端部分15b1的直径的内螺纹,轴承部分15b3从内螺纹部分15b2向下延伸且直径基本上等于内螺纹部分15b2的内螺纹小径。
具有中间直径的中间部分15b5从轴承部分15b3向下延伸,从而在轴承部分15b3的下端形成一个肩部15b4。一个缩小的泵油部分15b6从中间部分15b5向下延伸,缩小部分15b7从泵油部分15b6向下延伸,且直径大于缩小部分15b7的略微扩大的轴承部分15b8从缩小部分15b7向下延伸并通向齿轮腔15a。
连接孔15i从具有最大直径的上端部分15b1的下前部向下倾斜延伸到换向杆容纳孔15d,并连接驱动轴容纳孔15b和换向杆容纳孔15d各自的上部。
吸入油通道15j从泵油部分15b6的下前部向下倾斜延伸并通向齿轮腔15a,从而连接驱动轴容纳孔15b的下部和齿轮腔15a。
驱动轴21穿过驱动轴容纳孔15b的上端并插入到其中。在将驱动轴21插入到驱动轴容纳孔15b之前,将锥形滚柱轴承31安装在齿轮腔15a的前部缩小部分中,前进从动齿轮32(即伞齿轮)支承在锥形滚柱轴承31中。
在将驱动轴21穿过驱动轴容纳孔15b的开口上端插入到驱动轴容纳孔15b中之前,将滚针轴承33从下方安装到最下方的轴承部分15b8中。
驱动轴21的下端部分穿过滚针轴承33延伸到齿轮腔15a中。驱动齿轮34(也就是伞齿轮)安装在伸入到齿轮腔15a中的驱动轴21的下端部分上,从而与前进从动齿轮32啮合。螺母35拧在驱动轴21的外螺纹下端部分上,以便将驱动齿轮34紧固到驱动轴21上。
具有外螺纹的泵油元件36安装在与驱动轴容纳孔15b的泵油部分15b6相对应的驱动轴21的中部。
如图11所示,两个(例如)锥形滚柱轴承37安装在轴承部分15b3中支承驱动轴21。外螺纹轴承固定环38(图3)拧入到内螺纹部分15b3中,以便将锥形滚柱轴承37在轴承部分15b3中固定就位。
如图6和7所示,轴承固定环38具有带外螺纹38a的外圆周部分、与工具啮合的星形内表面和向下的环形裙部38c。
当轴承固定环38拧入到驱动轴容纳孔15b的内螺纹部分15b2上时,环形裙部38c就与安装在轴承部分15b3中的上锥形滚柱轴承37的外环相接触,从而将下锥形滚柱轴承37的外环压靠在肩部15b4上,因此锥形滚柱轴承37就可牢固地在轴承部分15b3中固定就位。
因此,插入到驱动轴容纳孔15b中的驱动轴21就在齿轮箱15中支承在滚针轴承33和锥形滚柱轴承37上进行转动,且通过固定就位的锥形滚柱轴承37来限制其沿竖直方向的运动。
如图11所示,封盖元件40安装在上端部分15b1中封盖住驱动轴容纳孔15b的开口上端。如图8至10所示,封盖元件40具有本体部分40a、上圆筒形部分40d、内圆筒形部分40b和外圆筒形部分40c,其中,本体部分40a为盘形并具有中心圆孔,上圆筒形部分40d从本体部分40a向上伸出并围绕本体部分40a的圆孔,内圆筒形部分40b从本体部分40a向下伸出,外圆筒形部分40c从本体部分40a向下伸出,其与内圆筒形部分40b同轴并围绕内圆筒形部分40b。
本体部分40a具有直径略大于外圆筒形部分40c外径的法兰40a1。内圆筒形部分40b的外径大于上圆筒形部分40d的外径。本体部分40a在其周边具有沿直径方向相对置的凸台40e,凸台40e分别具有螺栓孔40e1。
外圆筒形部分40c的外圆周面上设有环形凹槽40c1。外圆筒形部分40c的下边缘的预定位置处设有油通道40c2。上圆筒形部分40d的下前部设有排泄孔40d1。
如图11所示,密封元件41安装在封盖元件40的内圆筒形部分40b中,O形环42安装在外圆筒形部分40c的环形凹槽40c1中。然后,封盖元件40安装在驱动轴容纳孔15b的上端部分15b1中,将驱动轴容纳孔15b的开口上端封闭。
封盖元件40的外圆筒形部分40c安装在上端部分15b1中,O形环42密封住驱动轴容纳孔15b的侧表面和外圆筒形部分40c之间的间隙。密封元件41密封住穿过封盖元件40的中心孔延伸的驱动轴21与封盖元件40之间的间隙。沿驱动轴21渗入到上圆筒形部分40d内的水由密封元件41阻止,并通过排泄孔40d1向前排出。
封盖元件40的法兰40a1设置在驱动轴容纳孔15b的开口上端周围的齿轮箱15的上端表面上,且凸台40e与内螺纹凸台15k(图4)对齐,该内螺纹凸台15k从驱动轴容纳孔15b的开口上端周围的上端表面凸起。然后,穿过凸台40e的螺栓孔40e1的两个螺栓43拧入到凸台15k的内螺纹孔中,从而将封盖元件40紧固到齿轮箱15的驱动轴容纳孔15b的开口上端周围的上端表面上。
如图11所示,连接到齿轮箱15上的封盖元件40的下端与轴承固定环38的上端间隔开,从而在封盖元件40和轴承固定环38之间形成一个空间。连接孔15i通向该空间。因此,油通道40c2的位置布置成这样:即使将封盖元件40设置在可能的最下端位置上,以便将延伸箱体14向前延伸的壁14a定位在位于转动轴6下端下方的位置上,也不会部分地封闭连接孔15i。
因此,驱动轴容纳孔15b的开口上端由封盖元件40进行封盖,用于支承驱动轴21进行转动的锥形滚柱轴承37由轴承固定环38牢固地固定就位。
由于封盖元件40不需要固定锥形滚柱轴承37,因此,封盖元件40可通过两个螺栓43充分牢固地固定到齿轮箱15上,齿轮箱15只需要设有两个围绕驱动轴容纳孔15b的内螺纹凸台15k,以避免增大齿轮箱15的尺寸。特别是,齿轮箱15的宽度增大,就会使作用于运动着的齿轮箱15的流体阻力增大。因此,需要将齿轮箱15的宽度制造得尽可能的窄。轴承固定元件38牢固地固定锥形滚柱轴承37,从而确保可避免驱动轴21沿竖直方向运动。
如图11所示,下板46与封闭的连接表面19相连,该连接表面19围绕驱动轴容纳孔15b的开口上端和吸入通道15g,驱动轴21穿过形成于下板46上的孔延伸。水泵45安装在下板46上。水泵45是由驱动轴21驱动的活塞式水泵。水泵45具有泵壳47,泵壳47通过定位销48定位并固定连接到齿轮箱的连接表面19上,下板46保持在泵壳47和连接表面19之间。通过将多个径向叶片45b连接到驱动轴21上而形成水泵45内的叶轮。驱动轴21相对于由泵壳47所形成的转子腔45a是偏心的。
如图12所示,泵壳47具有形成转子腔45a的圆筒形部分47a、与圆筒形部分47a相邻且向上延伸的竖直排泄管47b、和矩形法兰47c,矩形法兰47c的形状与下板46的形状相对应,并围绕圆筒形部分47a和排泄管47b延伸。螺栓49穿过形成于法兰47c的四个角上的孔,并拧入到在齿轮箱15的连接表面19上所形成的螺纹孔中,垫圈保持在螺栓49的头部和法兰47c之间,从而将泵壳47固定到齿轮箱15上。
未示出的水通道将齿轮箱15的吸入通道15g连接到转子腔45a。转子腔45a通过排泄口45c与排泄管47b相通,该排泄口45c形成于使转子腔45a和排泄管47b相互隔开的壁的下部。
当驱动轴21驱动水泵45时,水经过形成于齿轮箱15的侧壁上并覆盖有过滤网30的吸入口15g1和吸入通道15g吸入到转子腔45a中。
从转子腔45a经排泄口45c排出的水经过与排泄管47b相连的水管流入到内燃机11中,从而对内燃机11进行冷却。
螺桨轴24插入到螺桨轴容纳孔15c中。螺桨轴24、可转动地支承螺桨轴24的螺桨轴支承元件50、部分伞齿轮机构22和前进/后退选择离合机构23所构成的组件插入到螺桨轴容纳孔15c中。
螺桨轴24具有推进传动法兰24a和前圆柱形部分24b,推进传动法兰24a位于螺桨轴24相对于其中间部分较靠近其前端的部分上,前圆柱形部分24b具有从前端表面延伸到靠近法兰24a的位置处的圆孔。具有较大轴向长度的槽24c横穿前圆柱形部分24b的轴线,并形成于前圆柱形部分24b的中部。
螺桨轴支承元件50支承着螺桨轴24的中间部分。如图2、13和14所示,螺桨轴支承元件50具有较大直径的扩大的前部51、较大直径的扩大的后部54、较小直径的缩小的中部53和连接中部和前部51的锥形部分。
如图14所示,后部54具有内圆筒形部分54a、与内圆筒形部分54a同轴的外圆筒形部分54b、四个在内圆筒形部分54a和外圆筒形部分54b之间延伸的径向臂54c。这四个臂54c形成排泄口54d。
后法兰55围绕外圆筒形部分54b延伸。分别设有螺栓孔56a的连接凸台56从后法兰55的沿直径方向相对置的部分沿径向向外凸起。螺栓孔56a的后端部分扩成沉孔56b。
沉孔56b的深度略大于用于将后法兰55固定到齿轮箱15上的螺栓71的头部的厚度。当螺栓71向前穿过连接凸台56的螺栓孔56a拧入到齿轮箱15上的螺纹孔18c中时,螺栓71的头部就完全沉入到沉孔56b中。
如图2所示,螺桨轴24穿过螺桨轴支承元件50的前端插入到螺桨轴支承元件50中,且推力轴承60保持在螺桨轴24的法兰24a和形成于螺桨轴支承元件50的孔中的肩部之间,滚针轴承61和密封元件62安装在螺桨轴24上。球轴承63安装在螺桨轴支承元件50的前部,且后退从动齿轮64(也就是伞齿轮)的圆筒形凸台安装在球轴承63的内环中。
后退从动齿轮64与螺桨轴24间隔开。螺桨轴24和后退从动齿轮64支承在螺桨轴支承元件50上,以便分别进行转动。
换向滑动件具有前换向滑动件65和与前换向滑动件65同轴相连的后换向滑动件66。后换向滑动件66轴向可滑动地插入到螺桨轴24的前圆筒形部分24b中。圆筒形的驱动模式选择元件67轴向可滑动地安装在前圆筒形部分24b上。
前换向滑动件65在其后部一体设有一对法兰65a和65b。后换向滑动件66具有一个中空的圆管部分,该圆管部分具有从其前端延伸到靠近其后端位置的圆孔。前换向滑动件65具有缩小的后部,该缩小的后部安装在后换向滑动件66的圆孔的前部。一个销横穿螺桨轴24的轴线,并穿过后换向滑动件66的中空圆管部分和安装在后换向滑动件66的前部的前换向滑动件65的缩小后部,从而连接前换向滑动件65和后换向滑动件66。因此,滑动件由少量的部件构成,从而降低了成本。
后换向滑动件66的中空圆管部分具有开口前端,从而便于在中空圆管部分中利用压缩弹簧而形成一个止动机构。离合换向销68垂直于后换向滑动件66的轴线穿过后换向滑动件66的后部。离合换向销68穿过形成于螺桨轴24的前圆筒形部分24b上的槽24c,并延伸到形成于驱动模式选择元件67上的圆孔中。
前换向滑动件65和后换向滑动件66可同时沿轴向运动,从而通过离合换向销68在与槽24c轴向长度相应的范围内移动驱动模式选择元件67。
螺桨轴24、可转动地支承螺桨轴24的螺桨轴支承元件50、伞齿轮机构22的后退从动齿轮64和前进/后退选择离合机构23所构成的组件插入到螺桨轴容纳孔15c中。
螺桨轴支承元件50的扩大的前部51和扩大的后部54各自的外径基本上等于螺桨轴容纳孔15c的直径。在将螺桨轴支承元件50插入到螺桨轴容纳孔15c中之前,将O形环布置到螺桨轴支承元件50的前部51上。
螺桨轴24的前圆筒形部分24b的前端部分安装在滚针轴承70中,而滚针轴承70预先安装在先前插入到齿轮腔15a底部的前进从动齿轮32的凸台中。从圆筒形部分24b向前伸出的前换向滑动件65的前部轴向可滑动且可转动地容纳在形成于凹腔15e底部的圆柱形孔15e1中。
由前换向滑动件65和后换向滑动件66构成的换向滑动件轴向可滑动且可转动地被支承,以便可以可靠地进行换向操作。
后退从动齿轮64与安装在驱动轴21下端部分上的驱动齿轮34啮合,从而在齿轮腔15a中形成一个伞齿轮机构22。
驱动齿轮34与驱动轴21一起转动。驱动轴21驱动前进从动齿轮32沿正常方向转动,并驱动后退从动齿轮64沿相反的方向转动。
驱动模式选择元件67轴向可滑动地设置在前进从动齿轮32和后退从动齿轮64之间,从而构成前进/后退选择离合机构23。驱动模式选择元件67在其两个相对的端面上设有齿,前进被动齿轮32和后退从动齿轮64在其面向驱动模式选择元件67的端面上设有可与驱动模式选择元件的齿相啮合的齿。
当驱动模式选择元件67既不与前进从动齿轮32也不与后退从动齿轮64相啮合时,前进/后退选择离合机构23处于空档状态。
当驱动模式选择元件67向前移动与前进从动齿轮32啮合时,前进从动齿轮32就沿正常方向转动,并通过驱动模式选择元件67和离合换向销68将转动传递给螺桨轴24,使螺桨轴24沿正常方向转动,从而推动船前进。
当驱动模式选择元件67向后移动与后退从动齿轮64啮合时,后退从动齿轮32就沿相反方向转动,并通过驱动模式选择元件67和离合换向销68将转动传递给螺桨轴24,使螺桨轴24沿相反方向转动,从而推动船向后航行。
当支承螺桨轴24的螺桨轴支承元件50插入到螺桨轴容纳孔15c中时,形成于螺桨轴支承元件50的后部54的后端的后法兰55就与齿轮箱15的后端表面18a(图5中的圆点阴影区域)紧密接触,其中,螺桨轴容纳孔15c通向后端表面18a。
在此状态下,从后法兰55径向伸出的连接凸台56设置在凸台的连接表面18b上,这些凸台具有螺栓孔18c并分别从后端表面18a向上和向下延伸,其中,螺桨轴容纳孔15c通向后端表面18a(图3和5)。从后法兰55的沿直径方向相对置的部分沿径向向外伸出分别带有螺栓孔56a的连接凸台56。螺栓71穿过连接凸台56的螺栓孔56a拧入到齿轮箱15上的螺纹孔18c中,从而将螺桨轴支承元件50固定到齿轮箱15上。
当插入到螺桨轴容纳孔15c中的螺桨轴支承元件50由此固定到齿轮箱15上时,齿轮箱15的排泄通道15h与螺桨轴支承元件50的缩小中部53周围的大致呈环形的空间相通,且大致呈环形的空间与后部54的排泄口54d相通。因此,排泄通道15h就与排泄口54d相通。
螺旋桨25安装在螺桨轴24的后部,并从螺桨轴支承元件50向后伸出。
如图2所示,螺旋桨25具有圆筒形毂25a和安装在毂25a上的叶片25b。橡胶套筒25c安装在圆筒形毂25a中,且圆筒形毂25a安装在螺桨轴24的后部。
如上所述,当螺栓71穿过连接凸台56的螺栓孔56a拧入到齿轮箱15的螺纹孔18c中时,螺栓71的头部完全沉陷在连接凸台56的沉孔56b中。因此,不需要单独的元件来遮蔽螺栓71的头部,因此就减少了部件的总数,并且获得了一种良好的螺栓头部外形。
通过螺栓71进行紧固的部件是从后法兰55径向向外伸出的连接凸台56,螺栓71的头部分别沉陷在沉孔56b中。因此,螺旋桨25的圆筒形毂25a就不需要沿径向延伸到连接凸台56的位置来遮蔽螺栓71的头部,且圆筒形毂25a可如图2所示制成较小的直径,从而减小了作用于圆筒形毂25a上的流体阻力。
下换向杆27插入到平行于驱动轴容纳孔15b且(大致竖直地)位于驱动轴容纳孔15b前方的换向杆容纳孔15d中。如图3所示,换向杆容纳孔15d具有一个直径最大并通向连接表面19的扩大的顶部部分15d1,和一个通向凹腔15e的缩小的底部部分15d2。
轴承座圈29可转动地支承着下换向杆27的下部。与下换向杆27偏心的拨叉28从下换向杆27的下端向下伸出。
当下换向杆27插入到换向杆容纳孔15d中时,轴承座圈29就设置在位于换向杆容纳孔15d的底部部分15d2的开口上端的肩部上,下换向杆27的下部穿过底部部分15d2延伸,偏心拨叉28与前换向滑动件65的这对法兰65a和65b之间的槽啮合。
下换向杆27的上部向上延伸穿过一个将换向杆容纳孔15d封盖的封盖元件80并由其支承进行转动。如图16至18所示,封盖元件80具有内圆筒形部分80a、平的外圆筒形部分80b、连接内圆筒形部分80a和外圆筒形部分80b的径向肋80c、以及封盖住内圆筒形部分80a和外圆筒形部分80b之间的环形空间的上壁80d。
上壁80d的两个沿直径方向相对的部分向上隆起而形成一个右隆起壁81R和一个左隆起壁81L。隆起壁81R和81L形成压力补偿气腔82R和82L。在隆起壁81R和81L之间形成一个纵向槽83。内圆筒形部分80a的竖直孔通向槽83的中部。
隆起壁81R和81L各自的外表面包含在相同的圆柱面内并由槽83间隔开。
内圆筒形部分80a的圆孔的上部扩大成一个扩大的端部80a1。如图11所示,密封元件85安装在该扩大的端部80a1中。外圆筒形部分80b从隆起壁81R和81L的外表面伸出。在外圆筒形部分80b的外表面上设有环形槽80b1,且O形环86安装在该环形槽80b1中。
封盖元件80安装在换向杆容纳孔15d的开口上端并封盖住换向杆容纳孔15d。如图11所示,封盖元件80的外圆筒形部分80b安装在换向杆容纳孔15d的顶部部分15d1中。O形环86密封住外圆筒形部分80b与换向杆容纳孔15d的顶部部分15d1的侧表面之间的间隙,密封元件85密封住下换向杆27与封盖元件80的内圆筒形部分80a之间的间隙。
弹簧88在封盖元件80的内圆筒形部分80a的下端与挡圈87之间延伸(该挡圈设置在位于下换向杆27的一个部分上的环形槽内),以便向下压下换向杆27,从而使下换向杆27不会发生摇动。
从包含封盖元件80的隆起壁81R和81L的外表面的圆柱面伸出的外圆筒形部分80b完全沉陷在换向杆容纳孔15d的顶部部分15d1中。如图11和12所示,下板46和泵壳47的端部压靠在外圆筒形部分80b后部的上表面上,以便将封盖元件80固定就位,而水泵45安装在下板46上。
如图12所示,一个大直径垫圈89压靠在封盖元件80的外圆筒形部分80b前部的上表面上,螺栓90穿过垫圈89拧入到齿轮箱15的连接表面19上所形成的螺纹孔15p(图4)中。
由于泵壳47和大直径垫圈89向下按压安装在换向杆容纳孔15d顶部部分15d1中的外圆筒形部分80b的上端壁的前部和后部,因此,即使换向杆容纳孔15d中的压力增大,也可将封盖元件80牢固地固定就位,而且不需要任何的螺栓和螺纹孔来使封盖元件80固定就位。因此,所需的部件的数目较少,齿轮箱封盖元件80周围部分可设计成紧凑的结构,并避免增大齿轮箱的尺寸。
要与上换向杆26相连的下换向杆27的上端部分27a从封盖元件80的内圆筒形部分80a向上伸入到位于隆起壁81R和81L之间的槽83中。
密封元件85密封住上端部分27a的下端与封盖元件80之间的间隙。密封元件85的裸露上表面与上壁80d的上壁(也就是封盖元件80的槽83的底部)平齐。由于密封元件85挡住了水且水经纵向槽83排出,因此,沿上换向杆26向下流动的水不会驻留在封盖元件80上。
当转动与上换向杆26相连的下换向杆27时,与下换向杆27的下端相连的拨叉28就会转动。因此,前换向滑动件65和后换向滑动件66就沿轴向移动以将前进/后退选择离合机构23有选择地定位在前进驱动位置、后退驱动位置或空档位置上。
驱动轴容纳孔15b和通过连接孔15i与驱动轴容纳孔15b相连的换向杆容纳孔15d都与齿轮腔15a相通。如图11所示,在齿轮箱15中设有螺纹孔15d2,从而在与连接孔15i通向换向杆容纳孔15d的开口相对应的水平位置处通向换向杆容纳孔15d,从而使齿轮箱15内的润滑油液位保持在锥形滚柱轴承37所处的液位上。
驱动轴容纳孔15b通过连接孔15i与换向杆容纳孔15d相通。当内燃机11工作使驱动轴21转动时,泵油元件36就泵送润滑油。
由泵油元件36泵送的润滑油对锥形滚柱轴承37进行润滑,并流经轴承固定元件38的中空部分、封盖元件40下方的空间和连接孔15i,然后流入到换向杆容纳孔15d中对下换向杆27进行润滑。
驱动轴容纳孔15b和换向杆容纳孔15d各自的开口上端分别由封盖元件40和80进行封闭,且齿轮腔15和与齿轮腔15相通的空间以液体密封的方式进行密封,以避免润滑油从齿轮箱15泄漏并避免水泄漏到齿轮箱15中。
齿轮箱15设计成这样:使包括齿轮腔15a在内的齿轮箱15的空间具有所必需的最小容积,以便将舷外发动机10制造成轻质结构,并减小作用于舷外发动机10的流体阻力。位于驱动轴容纳孔15b和换向杆容纳孔15d上部的气腔分别具有有限的容积。
当伞齿轮机构22所产生的热量使润滑油膨胀时,齿轮箱15上部空间内的空气就被压缩,以便于弥补润滑油体积的变化。封盖元件80的压力补偿气腔82R和82L具有足够的容积,从而来容纳用于弥补润滑油由于热膨胀而产生的体积变化所必需的空气。因此,可将齿轮箱15内的压力增大量限制在所允许的压力范围的上限以下。
用于封盖容纳下换向杆27的换向杆容纳孔15d的开口上端的封盖元件80设有隆起壁81R和81L,隆起壁81R和81L形成压力补偿气腔82R和82L,并形成于在封盖元件80上方延伸的死角中。因此,封盖元件80具有额外的压力补偿功能,并且减少了部件的数目,减轻了装配工作负担并降低了成本。
由于不需要任何与齿轮腔15a相连的特殊孔,因此进一步降低了成本。
封盖元件80可支承穿过封盖元件80延伸的下换向杆27。因此,封盖元件80具有三个作用,也就是,封盖齿轮腔的作用、压力补偿作用和支承下换向杆的作用。
封盖元件80结构紧凑,支承下换向杆27的封盖元件80的内圆筒形部分80a在齿轮箱15的连接表面19下方延伸,且形成压力补偿气腔82R和82L的隆起壁81R和81L位于连接表面19的上方。内圆筒形部分80a可靠地支承着下换向杆27。
延伸箱体14的前延伸壁14a限制了在封盖元件80上方延伸的空间的高度。因此,延伸箱体14的向前延伸壁14a与连接件8的中部8a间隔预定的距离,从而便于将上换向杆26和下换向杆27接合在一起。
通过将延伸箱体14的前延伸壁14a定位在一个较低的水平位置上,就可将用作舷外发动机支承结构隔振部件的下连接件8设置在较低的水平位置上,以便于获得所需的隔振效果。
隆起壁81R和81L的上壁向前倾斜,与延伸箱体14的向前延伸壁14a的形状相适应,以便在位于较低水平位置的延伸箱体14的前延伸壁14a下方的有限空间内,将压力补偿气腔82R和82L的容积增大到最大的可能限度。
换向杆由上换向杆26和下换向杆27构成,下换向杆27穿过封盖元件80延伸,下换向杆27的上端部分27a从封盖元件80向上伸出。因此,可方便地将齿轮箱15和包含在齿轮箱内的部件组装在一起。由于下换向杆27绕其轴线转动,并相对于封盖元件80不能沿竖直方向移动,因此,就可很好地将下换向杆27和封盖元件80之间的间隙密封住。
Claims (12)
1、一种船用推进装置的驱动轴支承结构,该船用推进装置具有齿轮箱(15),该齿轮箱构成船用推进装置的下部并设有竖直的驱动轴容纳孔(15b)和齿轮腔(15a),该齿轮腔与所述驱动轴容纳孔(15b)的下端相连并装有伞齿轮机构(22),该伞齿轮机构用于将驱动轴(21)的动力传递给螺桨轴(24),该驱动轴(21)在驱动轴容纳孔(15b)中支承于轴承(37)中以进行转动,该轴承(37)固定保持在所述驱动轴容纳孔(15b)内,所述驱动轴支承结构的特征在于:
轴承固定元件(38),其用于将所述轴承(37)保持在所述驱动轴容纳孔(15b)中,从而使所述轴承(37)不可在所述驱动轴容纳孔(15b)中沿纵向运动;以及
封盖元件(40),所述驱动轴(21)穿过该封盖元件(40),该封盖元件设置在轴承固定元件(38)的上方,并以液体密封的方式封闭所述驱动轴容纳孔(15b)的开口上端。
2、根据权利要求1所述的驱动轴支承结构,其特征在于,所述齿轮箱(15)在一部分驱动轴容纳孔(15b)中具有内螺纹(15b2),所述轴承固定元件(38)具有能与齿轮箱(15)的内螺纹(15b2)相啮合的外螺纹(38a),且所述轴承固定元件(38)拧入到驱动轴容纳孔(15b)的具有内螺纹(15b2)的部分中,以便将轴承(37)固定保持在所述驱动轴容纳孔(15b)中。
3、根据权利要求2所述的驱动轴支承结构,其特征在于,使在所述内螺纹(15b2)下方延伸的一部分驱动轴容纳孔(15b)缩小,从而形成一个肩部(15b4),所述轴承(37)设置在该肩部(15b4)上,且所述轴承固定元件(38)拧入到驱动轴容纳孔(15b)的具有内螺纹(15b2)的部分中,以便将轴承压靠在肩部(15b4)上,从而将轴承保持在所述轴承固定元件(38)和肩部(15b4)之间。
4、根据权利要求3所述的驱动轴支承结构,其特征在于,位于内螺纹(15b2)和肩部(15b4)之间的一部分驱动轴容纳孔(15b)向下呈锥形,从而形成一个锥形支承部分(15b3),每个轴承(37)具有向下倾斜的锥形圆周面,且轴承(37)通过其锥形圆周面与所述驱动轴容纳孔(15b)的锥形支承部分(15b3)的锥形表面紧密接触而在驱动轴容纳孔(15b)中保持就位。
5、根据权利要求2所述的驱动轴支承结构,其特征在于,所述轴承固定元件(38)呈环形,其具有多边形中心孔(38b),旋转工具可啮合在该中心孔中。
6、根据权利要求2所述的驱动轴支承结构,其特征在于,所述轴承固定元件(38)在其下端设有环形脊(38c),该脊压靠在轴承(37)上。
7、根据权利要求1所述的驱动轴支承结构,其特征在于,所述驱动轴容纳孔(15b)的开口上端沉陷在齿轮箱(15)的上表面(19)下方,封盖元件(40)具有法兰(40a1),且所述封盖元件(40)通过设置在驱动轴容纳孔(15b)开口上端的法兰(40a1)进行定位。
8、根据权利要求7所述的驱动轴支承结构,其特征在于,所述封盖元件(40)具有盘形本体部分(40a)、从本体部分(40a)向上伸出的上圆筒形部分(40d)、从本体部分(40a)向下伸出的内圆筒形部分(40b)、和从本体部分(40a)向下伸出且围绕内圆筒形部分(40b)的外圆筒形部分(40c),且该外圆筒形部分(40c)安装在驱动轴容纳孔(15b)的上端部分中。
9、根据权利要求7所述的驱动轴支承结构,其特征在于,所述封盖元件(40)的本体部分(40a)具有凸台(40e),且该凸台(40e)连接到齿轮箱(15)上。
10、根据权利要求8所述的驱动轴支承结构,其特征在于,密封元件(41)保持在内圆筒形部分(40b)和驱动轴(21)之间,O形环(42)保持在外圆筒形部分(40c)和驱动轴容纳孔(15b)的侧表面之间。
11、根据权利要求1所述的驱动轴支承结构,其特征在于,在所述驱动轴容纳孔(15b)中的封盖元件(40)和所述轴承固定元件(38)之间形成一个空间,该空间通过连接孔(15i)与润滑油供应源相连。
12、根据权利要求1所述的驱动轴支承结构,其特征在于,在齿轮箱(15)的上表面(19)上设置一个下板(46),该下板(46)横穿驱动轴容纳孔(15b)延伸,且该下板具有开口,驱动轴(21)穿过该开口,由驱动轴(21)驱动的水泵(45)安装在下板(46)上。
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