一种凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器

本发明涉及船舶推进，具体涉及一种凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器。

背景技术：

1、直翼桨推进器是一种垂直轴推进器，叶片围绕推进器中心旋转的同时围绕自身轴线按照一定规律进行摆动。和传统的螺旋桨推进器相比，直翼桨推进器具有水力剖面大、水流旋转损失小、操纵性好等优点。

2、直翼桨推进器大体上可分为机械结构式和驱动器直驱式。期刊论文“平旋推进器模拟试验装置行星式凸轮机构设计”采用凸轮机构实现不同的叶片摆动规律；公开号为cn101327839a的中国专利文献公开了一种以步进电机作为控制机构的直翼摆线推进器，通过采用步进电机实现叶片摆动；公开号为cn102001434a中国专利文献公开了一种差速型船用平旋推进装置，通过采用齿轮机构实现叶片摆动；公开号为cn116691977a的中国专利文献公开了一种双曲柄六连杆摆线推进器，通过采用双曲柄六连杆机构实现叶片摆动。与上述其它形式的直翼桨推进器相比，凸轮机构具有结构简单，响应速度快，叶片摆动规律最为精确等优点，大规模应用于直翼桨推进器水动力性能试验，船舶快速性试验等试验，同时也可应用于实船。

3、目前，期刊论文《平旋推进器模拟试验装置行星式凸轮机构设计》公开了在底部转动盘和推进器箱体之间设置大直径唇形密封圈的密封方法。但大直径唇形密封圈产生较大的摩擦扭矩，增加推进器所需功率。对于试验而言则严重影响试验精度。同时该方案存在大直径唇形密封圈磨损导致密封性能下降的问题。

4、综上所述，现有凸轮式直翼桨推进器存在以下问题：1、凸轮方向角无法调整。凸轮方向角直接影响凸轮式直翼桨推进器推力方向。现有凸轮式直翼桨推进器完成安装后，其凸轮方向角无法更改。2、现有凸轮式直翼桨推进器设计方案其底部转动盘和推进器箱体之间无法避免的需留有转动间隙，水流可从此处进入推进器内部，密封性能较差。

技术实现思路

1、针对现有凸轮式直翼桨推进器无法调整凸轮方向角的技术问题，本发明公开了一种凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，通过采用凸轮方向角调整组件，使凸轮式直翼桨推进器凸轮方向角可在360°范围内调整，同时将现有推进器回转板和箱体一体化，从根源上避免了凸轮式直翼桨推进器底部回转板和推进器箱体之间转动间隙的存在，提高了推进器箱体密封性能。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，包括推进器回转箱、推进器驱动组件和叶片摆杆组件，推进器驱动组件、叶片摆杆组件安装于推进器回转箱，还包括凸轮方向角调整组件，包括凸轮轴、平面盘型沟槽凸轮、蜗杆轴、蜗杆轴安装座，凸轮轴顶部安装蜗轮，蜗轮上部安装蜗轮压板，凸轮轴底部安装平面盘型沟槽凸轮，平面盘型沟槽凸轮位于推进器回转箱内部，蜗杆轴安装座安装于推进器安装板，蜗杆轴安装于两蜗杆轴安装座之间，蜗杆轴与蜗轮配合。

4、进一步设置，所述的蜗杆轴两端安装角接触球轴承，蜗杆轴与蜗杆轴安装座滚动连接。

5、进一步设置，所述的蜗杆轴安装座安装蜗杆轴安装座端盖，蜗杆轴安装座端盖内侧圆台面与所述的角接触球轴承内圈紧贴。

6、进一步设置，若干所述叶片摆杆组件呈圆周状均匀安装于推进器回转箱内部。

7、进一步设置，所述的叶片摆杆组件包括凸轮滚子、摆杆、叶片轴、叶片和滚子轴，凸轮滚子与滚子轴转动连接，滚子轴与摆杆一侧通孔固定连接，摆杆通过叶片轴与叶片连接。

8、进一步设置，所述的平面盘型沟槽凸轮开设沟槽，所述的凸轮滚子与沟槽相配合，凸轮滚子沿沟槽滚动。

9、进一步设置，所述的推进器回转箱1推进器回转箱包括推进器箱体，推进器箱体的箱口和安装推进器箱体盖板。

10、进一步设置，所述的推进器驱动组件包括推进器安装板、中心轴、中心轴轴承座、动力轴安装座、动力轴，中心轴轴承座与推进器安装板固定连接，中心轴轴承座底部安装中心轴唇形密封圈，中心轴与中心轴轴承座转动连接，动力轴安装座安装于推进器安装板，动力轴安装座与动力轴滚动连接。

11、进一步设置，所述的中心轴为空心轴，中心轴的内表面与所述的凸轮轴转动连接，中心轴的外表面与中心轴轴承座转动连接，中心轴顶部安装中心轴锥齿轮，中心轴底部安装中心轴连接件，中心轴连接件与所述的推进器箱体盖板连接。

12、进一步设置，所述的推进器驱动组件还包括动力轴锥齿轮，动力轴轴身安装圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承与动力轴锥齿轮圆台面紧贴，动力轴锥齿轮与中心轴锥齿轮啮合。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明通过采用凸轮方向角调整组件，使凸轮式直翼桨推进器凸轮方向角可在360°范围内调整，解决了现有凸轮式直翼桨推进器无法调整凸轮方向角的技术问题。

15、2、本发明凸轮式直翼桨推进器回转箱体将现有推进器回转板和箱体一体化，从根源上避免了凸轮式直翼桨推进器底部回转板和推进器箱体之间转动间隙的存在，提高了推进器箱体密封水平，降低了推进器的机械损耗和能源消耗。当本发明推进器应用于水动力试验时，能够提高试验精度。

16、3、本发明结构简单，便于制造与装配，适用性广，推进器驱动组件、叶片摆杆组件以及凸轮方向角调整组件的合理安装和配合，保证了推进器各部件之间的协调运行，进而提升了凸轮式直翼桨推进器的性能，降低了能耗。

技术特征：

1.一种凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，包括推进器回转箱（1）、推进器驱动组件（2）和叶片摆杆组件（4），推进器驱动组件（2）、叶片摆杆组件（4）安装于推进器回转箱（1），其特征在于，还包括凸轮方向角调整组件（3），包括凸轮轴（31）、平面盘型沟槽凸轮（32）、蜗杆轴（33）、蜗杆轴安装座（35），凸轮轴（31）顶部安装蜗轮（34），蜗轮（34）上部安装蜗轮压板（39），凸轮轴（31）底部安装平面盘型沟槽凸轮（32），平面盘型沟槽凸轮（32）位于推进器回转箱（1）内部，蜗杆轴安装座（35）安装于推进器驱动组件（2），蜗杆轴（33）安装于两蜗杆轴安装座（35）之间，蜗杆轴（33）与蜗轮（34）配合。

2.根据权利1要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的蜗杆轴（33）两端安装角接触轴承（310），蜗杆轴（33）与蜗杆轴安装座（35）滚动连接。

3.根据权利2要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的蜗杆轴安装座（35）安装蜗杆轴安装座端盖（311），蜗杆轴安装座端盖（311）内侧圆台面与所述的角接触球轴承（310）内圈紧贴。

4.根据权利1要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，若干所述叶片摆杆组件（4）呈圆周状均匀安装于推进器回转箱（1）内部。

5.根据权利4要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的叶片摆杆组件（4）包括凸轮滚子（41）、摆杆（42）、叶片轴（43）、叶片（44）和滚子轴（45），凸轮滚子（41）与滚子轴（45）转动连接，滚子轴（45）的轴身连接摆杆（42），摆杆（42）通过叶片轴（43）与叶片（44）连接。

6.根据权利5要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的平面盘型沟槽凸轮（32）开设沟槽（3201），所述的凸轮滚子（41）与沟槽（3201）相配合，凸轮滚子（41）沿沟槽（3201）滚动。

7.根据权利1或4要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的推进器回转箱（1）包括推进器箱体（11），推进器箱体（11）的箱口安装推进器箱体盖板（12）。

8.根据权利1要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的推进器驱动组件（2）包括推进器安装板（21）、中心轴（22）、中心轴轴承座（23）、动力轴安装座（24）、动力轴（29），中心轴轴承座（23）与推进器安装板（21）固定连接，中心轴轴承座（23）底部安装中心轴唇形密封圈（28），中心轴（22）与中心轴轴承座（23）转动连接，动力轴安装座（24）安装于推进器安装板（21），动力轴安装座（24）与动力轴（29）滚动连接。

9.根据权利8要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的中心轴（22）为一空心轴，中心轴（22）的内表面与所述的凸轮轴（31）转动连接，中心轴（22）的外表面与中心轴轴承座（23）转动连接，中心轴（22）顶部安装中心轴锥齿轮（25），中心轴（22）底部安装中心轴连接件（26）。

10.根据权利9要求所述的凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，其特征在于，所述的推进器驱动组件（2）还包括动力轴锥齿轮（211），动力轴（29）轴身安装圆锥滚子轴承（210），圆锥滚子轴承（210）与动力轴锥齿轮（211）圆台面紧贴，动力轴锥齿轮（211）与中心轴锥齿轮（25）啮合。

技术总结本发明公开了一种凸轮方向角可调的凸轮式直翼桨推进器，包括推进器回转箱、推进器驱动组件和叶片摆杆组件，推进器驱动组件、叶片摆杆组件安装于推进器回转箱，还包括凸轮方向角调整组件，包括凸轮轴、平面盘型沟槽凸轮、蜗杆轴、蜗杆轴安装座，凸轮轴顶部安装蜗轮，蜗轮上部安装蜗轮压板，凸轮轴底部安装平面盘型沟槽凸轮，平面盘型沟槽凸轮位于推进器回转箱内部，蜗杆轴安装座安装于推进器安装板，蜗杆轴安装于两蜗杆轴安装座之间，蜗杆轴与蜗轮配合。本发明蜗杆轴带动蜗轮以及通过凸轮轴和蜗轮固定连接的平面盘型沟槽凸轮转动，从而改变凸轮方向角。同时将现有推进器回转板和箱体一体化，消除了推进器回转板和箱体之间存在的转动间隙。技术研发人员：胡小平,何榕霖,杨世锡,李苗硕受保护的技术使用者：杭州电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9