專利名稱：驅(qū)動機構(gòu)位于舵柄內(nèi)的艦船舵機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于艦船領(lǐng)域的舵機部件。
背景技術(shù)：
舵機為水上及水下船舶的轉(zhuǎn)向部件，舵機由油源箱、控制箱、驅(qū)動機構(gòu)、舵柄及舵葉組成，對舵機的要求是作往復大力矩、慢速擺動。目前艦船使用的舵機驅(qū)動機構(gòu)有電動機、液壓缸、擺動液壓缸、蝸桿蝸輪機構(gòu)、齒條齒輪機構(gòu)和拉普遜滑塊機構(gòu)等；這些機構(gòu)的共同特點是油源箱、驅(qū)動機構(gòu)要占去很大的空間，這尤其對于軍用、水下艦船不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將驅(qū)動機構(gòu)裝到舵柄內(nèi)的艦船舵機。如果艦船上沒有高壓油源時，從外觀上看，舵機由油源箱、舵柄、舵葉三大塊組成；如果艦船上有高壓油源時，舵機更簡化為只有舵柄和舵葉了。因此，這種舵機能最大限度的節(jié)省空間。本舵機是一種通用的裝置，可以應(yīng)用于大、中、小型軍用及民用，水面及水下艦船。本舵機從技術(shù)性能講，具有輸出力矩大，直徑小，傳動效率高的優(yōu)點。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的即一種驅(qū)動機構(gòu)位于舵柄內(nèi)的艦船舵機，包括油源箱、驅(qū)動機構(gòu)、舵柄及舵葉，其中舵葉的驅(qū)動機構(gòu)采用逆滾動螺旋機構(gòu)，它將油缸活塞的軸向移動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，帶動舵葉擺動；利用輸入的油量控制轉(zhuǎn)角；利用單位時間輸入的油量控制轉(zhuǎn)速；利用螺旋升角控制力矩放大倍數(shù)。
逆滾動螺旋機構(gòu)沿軸向交替布置至少兩套花鍵副、一套直旋副，增大了輸出力矩，均化了負荷。滾動螺旋機構(gòu)為沿軸向長度多圓周的多鋼球傳遞動力的大力矩機構(gòu)。利用同步環(huán)，引導鋼球同步運動，解決了成批鋼球的同步動作。省去了復雜的回珠機構(gòu)。由于采用了等中徑的花鍵副、直旋副，使中軸各段可以互相進入的結(jié)構(gòu)，縮短了機構(gòu)的長度。從而將油缸、驅(qū)動機構(gòu)放到了舵柄內(nèi)。若采用雙油缸同時驅(qū)動機構(gòu)，可增大輸出力矩一倍。
根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述的驅(qū)動機構(gòu)位于舵柄內(nèi)的艦船舵機，包括舵柄及舵葉，其特征在于舵葉的驅(qū)動機構(gòu)包括油缸及逆滾動螺旋機構(gòu)，逆滾動螺旋機構(gòu)由沿軸向交替布置至少兩套花鍵副和一套直旋副構(gòu)成，其中滾動花鍵副包括花鍵套、中軸花鍵槽段、位于槽內(nèi)的鋼球及其同步環(huán)；滾動直旋副包括螺旋套、中軸螺旋槽段、位于槽內(nèi)的鋼球及其同步環(huán)；滾動花鍵副的中軸和直旋副的中軸的中徑相等，為一整體軸；所述中軸的一端或兩端與油缸內(nèi)的活塞桿連接；舵葉固定在所述直旋副的螺旋套上。


圖1為舵機的工作方法示意圖。
圖2為舵機結(jié)構(gòu)方案示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖給出的實施例對本發(fā)明作具體的說明。
圖1為舵機工作方法示意圖。該實施例中，舵機的逆滾動螺旋機構(gòu)由三套花鍵副、兩套直旋副交替布置構(gòu)成，部件包括1-油缸；2-活塞；3-活塞桿；4-花鍵套；5-鋼球；6-第一花鍵副的同步環(huán)；7-中軸，它由帶直花鍵槽的第一、三、五段，帶螺旋槽的第二、四段組成，中軸為一根整體軸，它的上端與上油缸連接，下端與下油缸連接；4、5、6、7部件組成滾動直花鍵副，它的功能是只允許活塞桿軸向移動；并承受負載的反作用力矩；第一直旋副由螺旋套9、鋼球、第一直旋副的同步環(huán)10、中軸7的第一螺旋槽段組成，它的功能是將中軸的軸向移動轉(zhuǎn)換為第一螺旋套9的旋轉(zhuǎn)運動；所述花鍵套4和螺旋套9之間具有第一止推軸承副，第一止推軸承副由花鍵套4的下端滾道、鋼球8、螺旋套9上端的滾道組成；它的功能是只允許花鍵套4與螺旋套9作相互轉(zhuǎn)動，并限制兩者的相互軸向移動，整個驅(qū)動機構(gòu)由依次交替軸向排列的花鍵副和直旋副組成；三個花鍵副的花鍵套，利用其上的掛耳與船體12相連；兩個螺旋套，利用其上的掛耳與舵葉相連；驅(qū)動油缸共兩個，分別布置在上、下兩端。
舵機驅(qū)動機構(gòu)的工作過程如下當駕駛室的計算機發(fā)出轉(zhuǎn)舵指令參數(shù)后，由液壓伺服閥向兩個油缸1，輸入壓力油，由兩個油缸的活塞2推動活塞桿3，推動中軸7軸向移動，由中段7上的兩個直旋副推動兩個螺旋套9轉(zhuǎn)動，經(jīng)其掛耳帶動舵葉轉(zhuǎn)動。舵葉的徑向力及反作用力矩經(jīng)中軸7，傳給三個花鍵副，經(jīng)其上的掛耳傳給船體。
圖2為舵機驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的所有零部件號與圖1一一對應(yīng)。驅(qū)動機構(gòu)全裝在舵柄內(nèi)，它由兩套油缸，一根中軸，五個套及四個止推軸承組成。驅(qū)動機構(gòu)的輸出力矩由油缸壓力及直旋副的螺旋升角α確定。舵葉的最大擺角由螺旋升角α，中軸設(shè)計的最大移動長度決定。
本發(fā)明將各花鍵副和直旋副的中徑設(shè)計為相同值，這樣，中軸的花鍵槽段和螺旋槽段可以相互進入，從而可以縮短驅(qū)動機構(gòu)的長度。這樣，如果艦船上沒有高壓油源時，從外觀看，舵機由油源箱、舵柄及舵葉(此件也常由總機廠配)組成；如果艦船有高壓油源，且舵葉由總機廠配時，整個舵機從外觀看就變成一根圓柱形棒了。
這種舵機的優(yōu)點是輸出力矩大，傳動效率高，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，易于制造，成本低，是一種通用的舵機部件。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動機構(gòu)位于舵柄內(nèi)的艦船舵機，包括舵柄及舵葉，其特征在于舵葉的驅(qū)動機構(gòu)包括油缸及逆滾動螺旋機構(gòu)，逆滾動螺旋機構(gòu)由沿軸向交替布置至少兩套花鍵副和一套直旋副構(gòu)成，其中滾動花鍵副包括花鍵套、中軸花鍵槽段、位于槽內(nèi)的鋼球及其同步環(huán)；滾動直旋副包括螺旋套、中軸螺旋槽段、位于槽內(nèi)的鋼球及其同步環(huán)；滾動花鍵副的中軸和直旋副的中軸的中徑相等，為一整體軸；所述中軸的一端或兩端與油缸內(nèi)的活塞桿連接；舵葉固定在所述直旋副的螺旋套上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動機構(gòu)位于舵柄內(nèi)的艦船舵機，其特征在于所述花鍵套和螺旋套之間具有止推軸承副，止推軸承副由花鍵套的下端滾道、鋼球、螺旋套上端的滾道組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動機構(gòu)位于舵柄內(nèi)的艦船舵機，其特征在于油缸、驅(qū)動機構(gòu)放到了舵柄內(nèi)。
全文摘要
一種驅(qū)動機構(gòu)位于舵柄內(nèi)的艦船舵機，包括舵柄及舵葉，其特征在于舵葉的驅(qū)動機構(gòu)包括油缸及逆滾動螺旋機構(gòu)，逆滾動螺旋機構(gòu)由沿軸向交替布置至少兩套花鍵副和一套直旋副構(gòu)成，其中滾動花鍵副包括花鍵套、中軸花鍵槽段、位于槽內(nèi)的鋼球及其同步環(huán)；滾動直旋副包括螺旋套、中軸螺旋槽段、位于槽內(nèi)的鋼球及其同步環(huán)；滾動花鍵副的中軸和直旋副的中軸的中徑相等，為一整體軸；所述中軸的一端或兩端與油缸內(nèi)的活塞桿連接；舵葉固定在所述直旋副的螺旋套上。本發(fā)明傳動效率高，顯著減小了驅(qū)動機構(gòu)的體積，而能將整個驅(qū)動機構(gòu)布置到舵柄內(nèi)。
文檔編號B63H25/06GK1562700SQ20041002210
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者梁錫昌 申請人:重慶大學