船用齿轮传动装置

船用齿轮箱的分类及用途船用齿轮箱是船舶上的重要机械装置之一，主要用于传递和增减船舶的动力，并调整推进器的转速和扭矩。

根据不同的传动方式和用途，船用齿轮箱可以分为几种分类。

一、按传动方式分类：1.1 直接刚性传动齿轮箱：这种齿轮箱采用直接刚性连接的方式，将发动机的输出轴与推进器的输入轴连接起来。

它的结构简单、效率高，但无法实现转速的调节，只能以固定比例传递动力。

1.2 偏航式齿轮箱：偏航式齿轮箱采用偏置齿轮传动，可以通过改变齿轮间隙来实现转速的调节。

适用于需要在不同工况下调整推进力的船舶，如拖轮、驳船等。

1.3 双通道齿轮箱：双通道齿轮箱具有两个独立的传动通道，一般用于双螺旋桨驱动系统。

通过控制两个通道的转速差，可以实现船舶的前进、后退、转弯等动作。

二、按用途分类：2.1 主机齿轮箱：主机齿轮箱通常由主发动机驱动，用于传递和调整船舶的主要动力。

根据船舶的推进装置和需求，主机齿轮箱可以根据传动比例的不同，提供不同的输出转矩和转速。

2.2 侧推器齿轮箱：侧推器齿轮箱通常安装在船舶的侧面，驱动侧推器转动，用于调整和控制船舶的横向推进力。

它可以实现船舶的平移和旋转动作，提高航行的灵活性和操作性。

2.3 舵轮齿轮箱：舵轮齿轮箱主要用于传递和调节舵机的操作力矩，帮助舵手控制船舶的方向。

它与船舶的舵机和操纵系统相结合，通过传递舵机的运动，调整推进器的方向和角度。

2.4 锚机齿轮箱：锚机齿轮箱主要用于控制船舶的锚机系统，包括锚绳的收放、锚链的升降和离合器的操作。

它具有高扭矩、低速度的特点，能够安全可靠地操作锚机系统。

2.5 辅助齿轮箱：辅助齿轮箱通常用于驱动船舶上的辅助设备，如泵、发电机、空调压缩机等。

根据不同的需求和工况，辅助齿轮箱可以提供不同的输出转速和扭矩，满足辅助设备的工作要求。

以上是对船用齿轮箱按传动方式和用途进行的分类和介绍。

船用齿轮箱在航海中起到了至关重要的作用，通过合理的选择和使用，可以提高船舶的推进效率、灵活性和安全性。

1-1) 以造船材料发展划分：木船时代，铁船时代，钢船时代；1-2) 以推进装置发展划分：舟筏时代，帆船时代，蒸汽机船时代，柴油机船时代；1-3) 按船舶用途分类：军用船，民用船（包括运输船、工程作业船、工作船舶、渔业船等）；1-4) 按航区分类：远洋船舶、近海船舶、沿海船舶、内河船舶。

1-5) 按推进动力形式分类：蒸汽机船、汽轮机船，柴油机船，燃气轮机船，电力推进船，核动力船。

1-6) 按推进器形式分类：螺旋桨船，平旋推进器船，明轮船，喷水推进船，喷气推进船。

1-7) 按机舱位置分类：中机型船，尾机型船，中尾机型船。

1-8) 按造船材料划分：钢船，木船，钢木结构船，铝合金船，水泥船，玻璃钢船。

1-9) 按航行状态分类：排水型船，潜水型船，腾空型船。

1-10) 按上层建筑结构形式分类：平甲板型船，艏楼型船，艏楼和艉楼型船，艏楼和桥楼型船，三岛型船。

1-11) 近五十年来，船舶发展的突出特点（发展趋势）是：专业化、大型化、自动化。

1-12) 船舶动力装置含义（和轮机含义基本相同）：为了满足船舶航行、各种作业，人员的生活、财产和人员的安全需要所设置的全部机械、设备和系统的总称。

它是船舶的心脏。

1-13) 船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、船舶系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备（和特种系统）等部分组成。

推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证以一定航速前进的设备。

1-14) 船舶动力装置的类型往往以推进装置的类型进行分类：蒸汽动力装置（复式蒸汽机和汽轮机）、燃气动力装置（柴油机和燃气轮机）、核动力装置、联合动力装置、特种动力装置。

1-15) 柴油机动力装置优点：1) 具有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气轮机动力装置低得多。

2) 重量轻。

3）具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速。

缺点：1）由于柴油机尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，限制了它在大功率船上使用的可能性。

船用齿轮箱原理和用途
船用齿轮箱是船舶上的一种重要的机械传动装置，主要用于转速调节和转矩输出。

它由传动轴、输入齿轮、输出齿轮、轴承等组成。

船用齿轮箱的工作原理是通过齿轮的啮合和转动，实现输入轴和输出轴之间的转速变换和转矩传递。

通常情况下，船舶的发动机将动力通过联轴器传输给齿轮箱的输入轴，经过齿轮装置的传递，最后输出到船舶的推进系统或其他设备上。

船用齿轮箱具有多种用途。

首先，它可以实现发动机输出转速和船舶推进系统或其他设备所需的转速之间的匹配。

通过调整输入齿轮和输出齿轮的大小和齿数比例，可以实现不同转速输出。

其次，齿轮箱还可以实现转矩传递。

船舶的推进系统通常需要较大的转矩输出，而发动机输出的转矩相对较小，通过齿轮箱的放大效应，可以将发动机输出的转矩转换为推进系统所需的大转矩。

此外，船用齿轮箱还可以实现反转功能，方便船舶的倒车操作。

总而言之，船用齿轮箱是船舶上重要的机械传动装置，通过调节转速和传递转矩，实现发动机和推进系统或其他设备之间的匹配，确保船舶正常运行。

某船用齿轮结构拓扑优化设计随着现代工程领域的不断发展，越来越多的机械结构开始采用拓扑优化设计的方式，以实现更高效、更节能的工作方式。

而在船舶工程中，齿轮结构作为传动装置的重要组成部分，也需要进行拓扑优化设计，以提高其性能和可靠性。

齿轮是一种常见的机械传动机构，在船舶工程中被广泛应用于各种动力传动系统中。

在齿轮结构的设计中，拓扑优化是一种有效的方法，它可以通过优化齿轮的结构形式，达到降低材料使用量、减轻重量、提高耐久性等效果。

在齿轮结构的拓扑优化设计中，首先需要进行的是结构分析。

通过分析齿轮结构的载荷条件和工作环境，确定其所需的强度、刚度、耐久性等性能参数。

然后，根据确定的性能指标，通过拓扑优化算法对齿轮结构进行优化设计。

在具体的拓扑优化设计过程中，可以采用宽度优先搜索（BFS）算法等基于图论和拓扑排序的方法，对齿轮结构进行优化排布。

BFS算法可以通过逐层优化设计，逐渐逼近最优方案，实现对齿轮结构的拓扑优化设计。

此外，还可以采用有限元方法分析齿轮结构在不同工况下的受力情况，进一步优化设计。

在齿轮结构的优化设计中，需要注意以下几点：首先，要确保齿轮结构的强度和稳定性。

在优化设计时，需要考虑齿轮结构的材料性能、载荷条件、工作环境等因素，保证齿轮结构在使用中具有足够的强度和稳定性。

其次，要注意拓扑优化所需的材料成本和加工成本。

在优化设计中，需要综合考虑材料成本和加工成本，避免设计过于复杂，造成不必要的成本浪费。

最后，需要进行齿轮结构的模拟试验和实验验证。

在完成优化设计后，需要进行模拟试验和实验验证，检验齿轮结构的性能和稳定性，及时调整和优化设计方案。

总体来说，齿轮结构的拓扑优化设计可以提高其性能和可靠性，降低成本和重量，实现更高效、更节能的传动方式。

在未来的船舶工程中，拓扑优化方法将会成为一种重要的设计技术，为船舶工程的发展和进步提供强有力的支持。

在进行数据分析前，需要明确分析的具体内容和数据来源。

以下是一些可能涉及到的数据来源和内容：1. 公司财务报告：包括营收、利润、资产负债表等数据。

第一章 绪论一、 船舶动力装置的含义及组成船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊及船上人员正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。

船舶动力装置的任务是产生各种能量，并实现能量的转化和分配，以利于船舶正常航行和作业。

有船舶“心脏”之称。

船舶动力装置也称“轮机”，主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控及自动化组成。

1. 推进装置推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速前进的一整套设备。

包括：1) 主机：指推动船舶航行的动力机。

2) 传动设备：包括离合器、减速齿轮箱、联轴器、电力推进专用设备。

3) 船舶轴系：包括传动轴、轴承、密封件。

4) 推进器：能量转化设备。

2. 辅助装置辅助装置：除供给推进船舶的能量之外，用以产生船舶上需要的其他各种能量的设备。

包括：1) 船舶电站：作用---供给辅助机械及全船所需要的电能。

组成---发电机组、配电板、其他电气设备。

发电机组主要由柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机组。

2) 辅助锅炉装置：作用---民用船舶用它产生低压蒸汽，以满足加热、取暖及其他生活需要。

组成---辅助锅炉及为其服务的燃油、给水、鼓风、送气设备及管路、阀件等。

3) 船舶管路系统：作用---用来连接各种机械设备，并传递有关工质。

组成---动力管路、船舶系统。

4) 船舶甲板机械：作用---保证船舶航向、停泊及装卸货物所需要的机械设备。

组成---锚泊机械设备（锚机，绞盘）、操舵机械设备（舵机及操纵机械、执行机构）、起重机械设备（起货机，吊艇机及吊杆）。

5) 机舱的机械设备遥控及自动化：组成---对主、辅机和有关机械设备等的远距离控制、调节、检测和报警系统。

二、船舶动力装置的类型及特点类型：柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、联合动力装置、核动力装置三、船舶动力装置的基本特性指标动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标。

船用主机齿轮箱广泛用于各种客货轮船、工程船、渔船、近海和远洋船舶以及游艇、警用艇、军工舰船等，是船舶工业的重要关键设备。

齿轮投入使用后，由于齿轮制造不良或操作维护不善，会产生各种形式的失效。

失效形式又随齿轮材料、热处理、安装和运转状态等因素的不同而不同，常见的齿轮失效形式有:齿面磨损、齿面胶合和擦伤、齿面接触疲劳、弯曲疲劳与断齿［1］。

一、问题的提出某船在航行中主机减速齿轮箱内突然传出噪声，由于海况复杂不能停船检查，只得被迫减速航行，到港卸货后船进公司修理，其主机减速齿轮箱为重点修理工程，在修理前对主机进行试运转，减速齿轮箱内传出较大的噪声，齿轮箱分解后发现从动齿轮碎裂，如图1所示。

图1 齿轮碎裂现场图片二、问题的探寻及分析齿轮箱拆解前，对轴系进行轴线对中检查，同时测量主机曲轴臂距差，主机曲轴臂距差符合主机说明书规定要求，轴系各法兰曲折、偏移测量尺寸数据如表1所示。

由于船方无法提供船舶建造安装时轴系校中计算书，因此暂时无法判断其轴系曲折、偏移值是否符合建造时的标准。

齿轮箱分解后，检查轮齿断裂部位，并未发现疲劳裂纹源区及扩展，说明轮齿断裂为瞬间断裂，对啮合齿面进行外观及粘色检查，除断裂齿轮齿面有擦伤，其它齿轮啮合状态及接触尚可。

各齿轮轴与轴承间隙都符合说明书技术要求，齿轮啮合间隙都超过标准安装要求范围，但未超出需修理的极限值，对齿轮轴的弯曲度、不平衡度、轴承孔的圆度及同轴度进行检查也未发现异常，对断裂齿轮材质、表面硬度等检查都没有发现问题。

该齿轮箱也没有进行过拆解检修，因此也排除是因为装配不当导致断齿。

根据船方人员反馈，在船舶运行过程中3#中间轴瓦温度过高，经过拆检发现，3#中间轴瓦发生粘着磨损，如图2所示。

图2 轴瓦磨损现场图片装有减速齿轮箱的船舶，轴系通常是用法兰联轴器与减速齿轮箱的大齿轮相连接，齿轮副在啮合传递运动时，主动齿轮的作用力和从动齿轮的反作用力都通过接触点分别作用在对方轮齿上，最危险的情况是接触点某一瞬间位于轮齿的齿顶部，此时轮齿如同一个悬臂梁，受载后齿根处产生的弯曲应力为最大，若因突然过载或冲击过载，很容易在齿根处产生过负荷断裂，如图3所示。

——兼论《千里江山图》里没有“脚踏船”文/中国造船工程学会船史委 沈毅敏1 1958年,脚踏船的“复活”1958年，在中国历史上是一个打上“大跃进”标志的特殊年份。

在当时，脚踏明轮船打着“木帆船半机械化”的旗号粉墨登场，某些管理机关甚至发文进行推广。

但是用劳动力的脚踏来代替摇橹或撑篙等，毕竟还是用一种繁重的体力劳动来代替另一种繁重的体力劳动，再加上一些自身固有的缺点，这种换汤不换药的游戏终究是昙花一现。

但从我们研究造船史的特殊角度，也可以从这个特殊年份所诞生的一些个案中，通过了解我们民族在这个领域的一些思维方式，来探寻我们祖先曾经走过的轨迹。

1.1 直接驱动，垂直提升型图1 方案A ——直接驱动型方案叶轮直径为1 800 mm，桨叶板数量为6块，长度为550 mm，宽度为300 mm，脚蹬为2组，每组4个，直径为300 mm，如图1所示。

点评：这个方案有着显著的缺点：一则，操作人员面向后方，无法看到船的前方，所以需要另外安排掌舵者；二则，操作者离开水面较近，难免被水花打湿。

1.2 齿轮传动，垂直提升型如图2所示：大齿轮：33牙，直径为340 mm小齿轮：20牙，直径为220 mm脚蹬：2组，每组4个，直径为500 mm叶轮：直径为1 200 mm桨叶板：每组8个，尺寸为250 mm×220 mm图2 方案B —齿轮传动垂直提升型1.3 齿轮传动倾斜调整型图3 方案C—齿轮传动倾斜调整型如图3所示：大齿轮：34牙，直径为600 mm小齿轮：17牙，直径为300 mm脚蹬：2组，每组4个，直径为600 mm叶轮：直径为1 420 mm桨叶板：每组6个，尺寸为380 mm×260 mm1.4 小 结（1）在以上3个方案中，叶轮的高低均可以调整。

一则适应不同载重情况，二则在驶帆的情况下，可以把桨轮升高离开水面以减少阻力。

文化博览（2）方案B和C加上齿轮传动的目的，一则改变操作者的站位，使其面向船头并兼掌舵；二则采用齿轮可以使得叶轮加速到原来转速的1.5 ~ 2倍，这样可以减小叶轮的直径。

美孚齿轮油SHC系列（Mobilgear SHC Series）详细信息：Mobilgear SHC Series (美孚齿轮油SHC系列)齿轮油产品简介美孚齿轮油SHC系列是优异性能的重负荷齿轮油，供所有类型的密封式齿轮及滑动与滚动元件轴承使用。

本产品在设备保护、润滑油寿命和无故障作业方面提供出色的服务，提高顾客的生产率。

这些科学设计的合成润滑油由合成基础液配制而成，具有出色的抗氧化与热稳定特性及低温流动性。

固有的高粘度指数和独特的添加剂配方结合，使本系列产品在严苛的高、低温工作条件下表现杰出。

合成基础油的本质，还使产品具有优异的低温性能。

它们具有杰出的极压性，并能承受冲击负荷。

合成基础油先天所具有的低牵引力特性，能使处在不规则表面，如齿轮和滚动元件轴承负荷区的流体摩擦降低。

流体摩擦降低，可降低工作温度，因而能够提高齿轮的效率。

美孚齿轮油SHC系列产品的粘度范围广，介於ISO VG 150至6800之间。

因此可用於大量密封式齿轮传动装置中，也适合滑动与滚动元件轴承使用。

由於具有粘度等级高的种类，本系列润滑油可以满足极低速、高负荷/高温工作的齿轮与轴承的要求，对於处於边界润滑条件下的传统产品，它们是理想的代替品。

在使用润滑油浴或循环系统施用润滑油的情况下，它们可用于润滑开式齿轮。

由於用途广泛，在艰难的工作条件下性能极佳，因此美孚齿轮油SHC系列润滑油是世界上许多原设备制造商和用户选用的产品。

特性与优点美孚齿轮油SHC系列是Mobil SHC品牌产品中的先进产品，因其创新及杰出的性能而享誉全球。

这些科学设计的合成润滑油表明了本公司不断致力于采用先进技术提供卓越润滑油产品的努力。

Mobilgear SHC润滑油具备许多矿物油所缺乏的优点，尤其是在极高和极低温的作业条件下，具有优异的性能特点和用户效益。

我们的配方科学家采用专利的添加剂系统结合强化的基础油，使它即使处在冲击负荷的情况下，仍保持优异的极压性能与抗磨损性能。