一種基于差速器原理的對(duì)稱式雙螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置的三體船制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)的目的在于提供一種基于差速器原理的對(duì)稱式雙螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置的三體船，包括主船體、螺旋槳、安裝在主船體上的船舶主機(jī)、安裝在主船體兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)船體、差速器，差速器的輸入軸連接船舶主機(jī)，差速器的傳動(dòng)半軸連接螺旋槳，螺旋槳有兩個(gè)，第一螺旋槳通過第一螺旋槳軸安裝在主船體和第一側(cè)船體中間，第二螺旋槳通過第二螺旋槳軸安裝在主船體和第二側(cè)船體中間，兩個(gè)螺旋槳相對(duì)于主船體對(duì)稱安裝。本實(shí)用新型專利技術(shù)能有效的降低螺旋槳運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)噪聲，節(jié)約動(dòng)力裝置運(yùn)行的能耗，有效的提高三體船的靈活性和快速性。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及的是一種船舶，具體地說是三體船。
技術(shù)介紹
當(dāng)代三體船的研究已有20多年的歷程，直到90年代中期以后高速三體船的研究才取得了較大進(jìn)展。這期間國內(nèi)外高速三體船的研究主要集中在水動(dòng)力理論、模型試驗(yàn)、船型優(yōu)化以及概念設(shè)計(jì)等方面。在結(jié)構(gòu)研究方面，李永正教授《三體船連接橋強(qiáng)度有限元分析》對(duì)三體船連接橋結(jié)構(gòu)的波浪載荷進(jìn)行了研究，并用有限元軟件MAESTRO對(duì)三體船進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。Dr ECheng的《The development of Trimaran Rules》給出了三體船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的載荷種類及其計(jì)算公式，包括總體載荷和局部載荷。Mizine Igor在《High-speed trimaran drag))中討論了關(guān)于三體船初步設(shè)計(jì)的問題,提出一些關(guān)于三體船載荷計(jì)算的方法和公式。在國內(nèi)，近幾年高速三體船的研究也開始受到重視。90年代末至本世紀(jì)初，哈爾濱工程大學(xué)，上海交通大學(xué)和海軍工程大學(xué)幾乎在同一時(shí)期各自對(duì)三體船的船型與水動(dòng)力進(jìn)行了研究，初步了解到其興波阻力、耐波性方面具有的一些較大優(yōu)越性。鄭豐教授的《小水線面中體三體船(TXISWATH)性能及概念設(shè)計(jì)研究》對(duì)一艘小水線面中體三體船的性能和型線以及總布置進(jìn)行了初步研究。盧晨教授的《水線面中體五體車客渡船概念設(shè)計(jì)及全船結(jié)構(gòu)有限元分析》對(duì)一艘五體車客渡船進(jìn)行了全面的研究，包括方案設(shè)計(jì)、穩(wěn)性研究、全船結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)和三維有限元分析。關(guān)于三體船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研究方面，國內(nèi)公開發(fā)表的文獻(xiàn)并不多見。而對(duì)于將螺旋槳裝置安裝于三體船的主船和側(cè)船之間的創(chuàng)新研究，在國內(nèi)外現(xiàn)有的公開文獻(xiàn)資料中尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)于這方面的研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供使用差速器控制螺旋槳轉(zhuǎn)速和扭矩從而起到使船舶轉(zhuǎn)向的目的的一種基于差速器原理的對(duì)稱式雙螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置的三體船。本技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本技術(shù)一種基于差速器原理的對(duì)稱式雙螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置的三體船，包括主船體、螺旋槳、安裝在主船體上的船舶主機(jī)、安裝在主船體兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)船體，其特征是還包括差速器，差速器包括輸入軸、主動(dòng)錐形齒輪、齒圈、行星齒輪軸、差速器框、小行星齒輪、側(cè)齒輪、傳動(dòng)半軸，輸入軸連接船舶主機(jī)和主動(dòng)錐形齒輪，主動(dòng)錐形齒輪連接并帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈連接差速器框，差速器框連接行星齒輪軸，小行星齒輪安裝在行星齒輪軸上，側(cè)齒輪有兩個(gè)、均與小行星齒輪嚙合，傳動(dòng)半軸有兩個(gè)，第一傳動(dòng)半軸連接第一側(cè)齒輪，第二傳動(dòng)半軸連接第二側(cè)齒輪；螺旋槳有兩個(gè)，第一螺旋槳通過第一螺旋槳軸安裝在主船體和第一側(cè)船體中間，第二螺旋槳通過第二螺旋槳軸安裝在主船體和第二側(cè)船體中間，兩個(gè)螺旋槳相對(duì)于主船體對(duì)稱安裝，第一傳動(dòng)半軸連接第一螺旋槳軸，第二傳動(dòng)半軸連接第二螺旋槳軸。本技術(shù)還可以包括I、所述的小行星齒輪有兩個(gè)。2、螺旋槳軸與傳動(dòng)半軸之間通過安裝在螺旋槳軸上的螺旋槳軸傘齒輪和安裝在傳動(dòng)半軸上的傳動(dòng)軸傘齒輪相連。3、還包括差速控制系統(tǒng)，所述的差速控制系統(tǒng)包括CPU、航速航向傳感器、舵角傳感器、制動(dòng)器，航速航向傳感器、舵角傳感器、制動(dòng)器均與CPU相連，CPU通過航速航向傳感器獲得船舶航速航向、通過舵角傳感器獲得期望信號(hào)后，控制制動(dòng)器改變差速器的傳動(dòng)半軸的轉(zhuǎn)速。本技術(shù)的優(yōu)勢在于本技術(shù)將普通船舶安裝在船尾的螺旋槳安裝到了三體船主船體的兩側(cè)。此間的水流場流速較快，基本沒有渦流和紊流，能有效的降低螺旋槳運(yùn)·行時(shí)的振動(dòng)噪聲，節(jié)約動(dòng)力裝置運(yùn)行的能耗。此創(chuàng)新在船舶節(jié)能減排、降低能耗、提高船舶續(xù)航力、增加船舶安全性等方面有顯著地效果。同時(shí)由于不使用普通船舵，改用安裝對(duì)稱的雙螺旋槳?jiǎng)恿ρb置，大大提高了船舶的續(xù)航能力和生存能力。基于差速器原理來控制船舶的對(duì)稱螺旋槳，能有效的提高三體船的靈活性和快速性。附圖說明圖I為本技術(shù)的差速器裝置圖；圖2為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本技術(shù)的差速控制系統(tǒng)裝置示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本技術(shù)做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 3，本裝置由以下三個(gè)部分組成一、差速器裝置差速器裝置由以下兩部分組成I、主副齒輪、行星齒輪。通過半軸連接左右螺旋槳。三體船直行時(shí)差速器的兩個(gè)行星齒輪都不轉(zhuǎn)動(dòng)，船舶轉(zhuǎn)向時(shí)，差速器的兩個(gè)行星齒及兩側(cè)半軸根據(jù)需要轉(zhuǎn)速不同，實(shí)現(xiàn)差速，導(dǎo)致兩側(cè)螺旋槳轉(zhuǎn)速不同，船舶轉(zhuǎn)向。2、齒輪箱。通過傳動(dòng)齒輪來傳遞功率的齒輪傳遞組件，將主機(jī)的扭矩用兩個(gè)錐形齒輪實(shí)現(xiàn)垂直傳遞到兩側(cè)半軸。二、安裝于主船體兩側(cè)的對(duì)稱式雙螺旋槳安裝于主側(cè)船體之間的螺旋槳裝置主要由三部分組成I、螺旋槳。它采用普通三葉螺旋槳或者四葉螺旋槳，左右兩側(cè)的螺旋槳葉片旋向相反，螺旋槳盤面以及其它系數(shù)都相同。兩螺旋槳安裝于主船體和側(cè)船體正中間位置，左右對(duì)稱安裝。2、直角齒輪傳動(dòng)。動(dòng)力發(fā)生裝置和螺旋槳之間的傳動(dòng)采用直角結(jié)構(gòu)型式，由傘齒輪通過齒輪箱連接。3、螺旋槳裝置安裝于連接橋下側(cè)，完全浸沒在水中，低于三體船的吃水線。三、差速控制系統(tǒng)差速控制系統(tǒng)由以下兩部分組成I、參數(shù)采集CPU裝置。采集三體船行駛時(shí)的航速、航向等實(shí)時(shí)信號(hào)，和設(shè)定的預(yù)期信號(hào)做對(duì)比，計(jì)算存在的偏差，輸出調(diào)整量的電壓信號(hào)。2、電子制動(dòng)器。接收CPU裝置傳遞過來的電壓信號(hào)，對(duì)半軸實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱的制動(dòng)，從而改變半軸的轉(zhuǎn)速。船舶運(yùn)行時(shí)，船舶主機(jī)將扭矩傳給差速器輸入軸9，差速器輸入軸9帶動(dòng)主動(dòng)錐形齒輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)錐形齒輪2在差速器整個(gè)齒輪箱中，帶動(dòng)齒圈6轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過差速器框架3和行星齒輪軸7帶動(dòng)其上的差速器兩個(gè)小行星齒輪8，差速器小行星齒輪8帶 動(dòng)左右兩側(cè)的側(cè)齒輪4同時(shí)同速旋轉(zhuǎn)。兩側(cè)的側(cè)齒輪4與半軸5相連，在傳動(dòng)軸外殼I內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)三體船轉(zhuǎn)彎變向時(shí)，通過電子制動(dòng)器適當(dāng)制動(dòng)一側(cè)半軸，差速器框架3上的差速器小行星齒輪8通過與其連接的行星齒輪軸7與另一側(cè)的小行星齒輪8轉(zhuǎn)速不一致，從而使兩側(cè)的側(cè)齒輪4出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，傳動(dòng)半軸5帶動(dòng)另一副錐形齒輪改變扭矩方向后，控制兩側(cè)螺旋槳軸12以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)船舶變向。主機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過差速器的傳遞，從主船體18內(nèi)部傳到主船體18和側(cè)船體17之間的過道中。傳動(dòng)半軸5在主船體18外側(cè)安裝在連接橋15上，通過齒輪箱16在螺旋槳軸傘齒輪10和傳動(dòng)軸傘齒輪11的共同作用下，將傳動(dòng)軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給垂直的螺旋槳軸12，螺旋槳軸12帶動(dòng)普通螺旋槳13轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)三體船轉(zhuǎn)彎或前進(jìn)。螺旋槳軸12安裝于主船體和側(cè)船體中間位置14，左右完全對(duì)稱。螺旋槳的安裝位置以及差速器裝置的結(jié)合使用，進(jìn)一步提高了三體船動(dòng)力裝置的推進(jìn)效率，提高了三體船的燃料使用效率，減小了三體船前進(jìn)時(shí)螺旋槳推進(jìn)器的阻力，降低了螺旋槳運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。差速控制系統(tǒng)CPU 20對(duì)來自三體船航行時(shí)航速、航向傳感器22等實(shí)時(shí)信號(hào)24進(jìn)行采集與處理，且與來自舵角傳感器23的期望信號(hào)26對(duì)比，計(jì)算存在的誤差，輸出需要調(diào)整量的控制電壓25，控制電子制動(dòng)器21，使電子控制器21改變差速器傳動(dòng)半軸9的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)兩側(cè)螺旋槳13的速度，達(dá)到轉(zhuǎn)彎變向的目的。本技術(shù)專利和同類型的船舶動(dòng)力裝置安裝形式(例如安裝在船體尾部)相比本技術(shù)專利的效率將會(huì)比普通動(dòng)力裝置安裝位置的效率高2% 3% ;本專利所技術(shù)的裝置用左右對(duì)稱的螺旋槳裝置來替代船舶的船舵。現(xiàn)在一般的船舶都具有船舵，用來改變船舶航行的方向。普通船舵具有保持船本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于差速器原理的對(duì)稱式雙螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置的三體船，包括主船體、螺旋槳、安裝在主船體上的船舶主機(jī)、安裝在主船體兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)船體，其特征是：還包括差速器，差速器包括輸入軸、主動(dòng)錐形齒輪、齒圈、行星齒輪軸、差速器框、小行星齒輪、側(cè)齒輪、傳動(dòng)半軸，輸入軸連接船舶主機(jī)和主動(dòng)錐形齒輪，主動(dòng)錐形齒輪連接并帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈連接差速器框，差速器框連接行星齒輪軸，小行星齒輪安裝在行星齒輪軸上，側(cè)齒輪有兩個(gè)、均與小行星齒輪嚙合，傳動(dòng)半軸有兩個(gè)，第一傳動(dòng)半軸連接第一側(cè)齒輪，第二傳動(dòng)半軸連接第二側(cè)齒輪；螺旋槳有兩個(gè)，第一螺旋槳通過第一螺旋槳軸安裝在主船體和第一側(cè)船體中間，第二螺旋槳通過第二螺旋槳軸安裝在主船體和第二側(cè)船體中間，兩個(gè)螺旋槳相對(duì)于主船體對(duì)稱安裝，第一傳動(dòng)半軸連接第一螺旋槳軸，第二傳動(dòng)半軸連接第二螺旋槳軸。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于差速器原理的對(duì)稱式雙螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置的三體船，包括主船體、螺旋槳、安裝在主船體上的船舶主機(jī)、安裝在主船體兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)船體，其特征是還包括差速器，差速器包括輸入軸、主動(dòng)錐形齒輪、齒圈、行星齒輪軸、差速器框、小行星齒輪、側(cè)齒輪、傳動(dòng)半軸，輸入軸連接船舶主機(jī)和主動(dòng)錐形齒輪，主動(dòng)錐形齒輪連接并帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈連接差速器框，差速器框連接行星齒輪軸，小行星齒輪安裝在行星齒輪軸上，側(cè)齒輪有兩個(gè)、均與小行星齒輪嚙合，傳動(dòng)半軸有兩個(gè)，第一傳動(dòng)半軸連接第一側(cè)齒輪，第二傳動(dòng)半軸連接第二側(cè)齒輪；螺旋槳有兩個(gè)，第一螺旋槳通過第一螺旋槳軸安裝在主船體和第一側(cè)船體中間，第二螺旋槳通過第二螺旋槳軸安裝在主船體和第二側(cè)船體中間，兩個(gè)螺旋槳相對(duì)于主船體對(duì)稱安裝，第一傳動(dòng)半軸連接第一螺旋槳軸，第二傳動(dòng)半軸連接第二螺旋槳軸。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于差速器原理的對(duì)稱式雙螺旋槳驅(qū)動(dòng)裝置的三體船，其特征是所述的小行星齒輪有兩個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求I...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：路勇，金春曉，佟施宇，許亦杰，李仁科，王彤羽，朱玲玲，沈鳳國，王守奇，任曉慧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工程大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：