船用齿轮设计技术的发展趋势
齿轮的前景
齿轮的前景齿轮作为机械传动元件之一，广泛应用于各个领域，其前景非常广阔。
以下是对齿轮前景的展望：首先，随着科技的不断发展，齿轮的应用领域会进一步扩大。
目前，齿轮主要应用于机械传动方面，例如汽车、起重机械、船舶等。
随着智能制造、数字化制造的快速发展，齿轮将更多地应用于机器人、航空航天、高铁等领域。
比如机器人的关节传动、航空器的发动机传动等都需要精密的齿轮传动技术。
可以预见，在未来的科技领域，齿轮将发挥更加重要的作用。
其次，随着工业化进程的加快，齿轮的需求量将进一步增加。
无论是传统制造业，还是新兴的智能制造业都离不开齿轮的应用。
特别是汽车制造业的快速发展，对齿轮的需求量也将大幅增加。
相信随着世界各国经济的快速发展，齿轮市场将呈现出良好的增长前景。
再次，随着技术的进步，齿轮的制造技术也将得到提升。
传统的齿轮制造采用铸造、加工等传统工艺方法，制造成本较高，质量难以保证。
但是，随着3D打印技术、先进材料的应用，齿轮的制造技术将得到颠覆性的改进。
相信在不久的将来，我们将看到更加先进、高效的齿轮制造技术的出现，能够大幅提升齿轮的质量和生产效率。
最后，齿轮的发展也带动了相关产业的兴起。
例如齿轮加工设备、齿轮材料等产业都在这一领域得到了快速发展，为整个行业链的完善提供了保障。
同时，齿轮的修理与维护也需要专业的技术人员和设备，因而也带动了维修行业的发展。
总结来说，随着科技的不断进步和市场需求的不断增长，齿轮的前景非常广阔。
从传统的机械制造到智能制造，从汽车制造到航空航天领域，齿轮的应用将愈发重要，市场前景十分可观。
同时，随着技术的进步和产业链的形成，相关产业也将迎来发展机遇。
可以预见，齿轮作为传动元件的未来将更加辉煌。
齿轮行业发展现状及未来趋势分析
齿轮行业发展现状及未来趋势分析齿轮作为一种重要的机械传动装置，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、电力等领域。
随着工业化进程的不断推进和科技的快速发展，齿轮行业也蓬勃发展。
本文将对齿轮行业的现状及未来趋势进行分析，为相关从业者和投资者提供参考。
一、齿轮行业发展现状目前，全球齿轮行业呈现出以下几个特点：1. 市场规模持续扩大：随着全球经济的增长，工业领域对齿轮的需求不断增加，推动了齿轮行业的发展。
据统计，2019年全球齿轮市场规模达到约2000亿美元，并呈现稳步增长的趋势。
2. 技术水平逐步提高：齿轮行业的发展离不开先进的技术支持。
近年来，随着技术的进步，齿轮加工、设计和测试等方面的技术不断革新和改进，使得齿轮的性能和可靠性得到了大幅提升。
3. 行业集中度不断提升：在全球范围内，齿轮行业的市场竞争日益激烈，行业集中度逐渐提高。
国际大型齿轮企业通过兼并收购和设立合资公司等方式扩大市场份额，形成了一些具有国际影响力的齿轮企业集团。
二、齿轮行业未来发展趋势未来，齿轮行业将呈现出以下几个发展趋势：1. 智能化和数字化发展：随着工业4.0和人工智能等新技术的应用，齿轮制造企业将推进智能制造和数字化转型，借助自动化、协作机器人和物联网等技术实现生产过程的高效、智能化。
2. 高性能、高精度齿轮的需求增加：现代工业对齿轮的要求日益高涨，特别是在高速、高负载、高精度和高可靠性方面，对齿轮的性能提出了更高的要求。
因此，未来齿轮制造企业需要不断研发和改进工艺，提高齿轮的质量和性能水平。
3. 绿色环保制造：环境保护的意识日益增强，企业将面临着绿色环保制造的压力。
齿轮制造企业应该采用节能环保的生产工艺，减少废料和废气排放，提高资源利用率，为可持续发展贡献力量。
4. 国际市场扩张：全球经济一体化的趋势下，齿轮制造企业将积极拓展国际市场。
通过加强国际合作与交流，提高技术水平和产品质量，提升企业的国际竞争力。
5. 智能交通、新能源汽车领域的发展：随着智能交通和新能源汽车市场的快速发展，对高效、稳定的齿轮传动装置的需求也将大幅增加。
齿轮产业延伸发展趋势分析
齿轮产业延伸发展趋势分析齿轮作为机械传动装置中的重要组成部分，广泛应用于各个领域，如工业生产、汽车、船舶、军事装备等。
齿轮产业的发展与经济的繁荣程度息息相关。
随着技术的进步和市场需求的变化，齿轮产业不断向前发展，并呈现出一些延伸的趋势。
本文将分析齿轮产业延伸发展的趋势，包括数字化智能化、轻量化、绿色环保、高精密化和服务化五个方面。
一、数字化智能化随着信息技术和物联网的快速发展，智能制造正成为制造业转型升级的方向。
对于齿轮产业来说，数字化智能化是一种不可忽视的趋势。
数字化智能化将齿轮制造过程中的各个环节进行数字化的管理和控制，包括设计、加工、检测等，通过数据的实时共享和分析，实现生产过程的优化和智能化的决策。
例如，采用CAD/CAM软件进行齿轮设计和加工仿真，通过数控机床实现齿轮的精密加工，通过传感器和检测设备实时监测齿轮的质量。
数字化智能化提高了齿轮制造的精度和效率，降低了成本和排错的风险。
另外，智能制造也将齿轮产业与其他行业进行了有效的融合。
例如，通过与机器人技术结合，实现齿轮的自动化装配和包装；通过与大数据技术结合，实现齿轮的远程监测和预测维护。
数字化智能化将齿轮产业推向了一个新的发展阶段。
二、轻量化随着现代工业的发展，对于更轻、更强的材料需求日益增加。
轻量化成为了齿轮产业的一个重要发展趋势。
传统的齿轮制造过程中，常采用铁铸件或钢锻件作为材料，但这些材料密度较大、强度较低，所以需要加工更多的材料来保证齿轮的强度和使用寿命。
而轻量化则是通过采用更轻、更高强度的材料，如铝合金、镁合金、高强度塑料等，来减轻齿轮的重量，提高齿轮的传动效率和装配性能。
轻量化不仅能降低齿轮的制造成本，提高生产效率，还可以减少能源的消耗和环境的污染。
特别是在汽车工业中，轻量化的齿轮可以有效降低燃油消耗和尾气排放，提高汽车的综合性能。
三、绿色环保绿色环保是当今社会发展的重要方向，同样也是齿轮产业的发展趋势之一。
在齿轮的制造过程中，废水、废气、固体废弃物等环境污染物是不可避免的，但通过引入清洁生产技术和环境管理体系，可以有效降低环境污染和资源浪费。
齿轮设计前景
齿轮设计前景齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
随着工业技术的发展和对机械传动效率和稳定性要求的提高，对齿轮设计的需求也相应增加。
齿轮设计前景广阔，具有以下几个方面的发展趋势：首先，齿轮设计在自动化领域具有重要地位。
随着自动化设备的广泛应用，对齿轮传动系统的要求也越来越高，需要具有高精度、高效率、低噪音和长寿命等特点。
因此，齿轮设计需要采用先进的技术和方法，如计算机辅助设计、有限元分析和仿真等，以实现更优良的齿轮传动性能。
其次，齿轮设计在新能源领域将得到更广泛的应用。
随着可再生能源的发展以及对能源利用效率的要求不断提高，新能源设备中的齿轮传动系统也将面临更高的要求。
例如，风力发电机组中的齿轮传动系统需要具有更高的安全可靠性和耐久性，以应对复杂的工作环境和变化的负载条件。
此外，齿轮设计还将在航空航天领域得到广泛应用。
在航空航天器中，对齿轮传动的要求非常严格，需要具有高性能、轻质化和高可靠性等特点。
因此，在齿轮设计上需要采用新的材料和工艺，以满足航空航天器对齿轮传动系统的要求。
齿轮设计还将在智能制造领域发挥重要作用。
智能制造是未来制造业的发展方向，其中包括了设备的智能化和自动化。
齿轮作为机械传动的重要组成部分，其设计需要与智能制造相结合，实现智能齿轮传动的研究和开发。
例如，可以通过嵌入式系统和传感器技术，实现齿轮故障检测和预警，提高设备的可靠性和使用寿命。
总之，齿轮设计具有广阔的前景。
随着工业技术的不断进步和需求的不断提高，齿轮设计将面临更多的挑战和机遇。
只有不断创新和提高自身技术水平，才能在齿轮设计领域中立于不败之地。
轻型高速船用齿轮箱发展现状研究
轻型高速船用齿轮箱发展现状研究《轻型高速船用齿轮箱发展现状研究》摘要：随着高速船舶需求的增加，轻型高速船用齿轮箱作为船舶传动装置的核心部件，扮演着至关重要的角色。
本文通过对轻型高速船用齿轮箱的发展现状进行研究，分析了其发展趋势与挑战，为今后的研究和设计提供了指导意义。
关键词：轻型高速船，齿轮箱，发展现状，研究引言：随着海洋经济的快速发展，航运业蓬勃发展，对高速船的需求与日俱增。
轻型高速船以其快速、灵活、节能等特点，受到了广泛关注。
而作为船舶传动装置的齿轮箱，其在轻型高速船中的重要性不言而喻。
本文旨在研究轻型高速船用齿轮箱的发展现状，为进一步的研究和设计提供参考。
一、发展历程轻型高速船用齿轮箱的研究起源于上世纪五六十年代，当时主要应用于海上健身设备以及少量的军用舰艇。
随着航运业的快速发展，齿轮箱的需求量也大幅增长。
为满足市场需求，齿轮箱的技术不断创新，经历了从单级传动到多级传动，从钢制齿轮到合金齿轮的转变。
二、发展现状目前，轻型高速船用齿轮箱的研究主要集中在提高传动效率、降低噪音和振动、延长使用寿命等方面。
为了提高传动效率，研究人员尝试采用新型材料制造齿轮，如精密铸造、温度调控等技术，以提高齿轮的硬度和抗磨性。
同时，在齿轮箱的设计中加入了润滑系统、降噪装置等，以降低齿轮运转时产生的噪音和振动。
三、发展趋势随着高速船舶的规模和速度不断增加，轻型高速船用齿轮箱也面临更大的挑战。
未来的发展趋势将主要集中在以下几个方面：一是齿轮箱的轻量化设计，通过采用新型轻质材料，降低齿轮箱的重量，提高船舶性能。
二是齿轮箱的智能化，通过引入传感器和控制系统，实现对齿轮箱运行状态的实时监测和远程控制。
三是齿轮箱的可靠性提高，通过优化设计和加强检测方法，提高齿轮箱的故障检测和预防能力。
结论：轻型高速船用齿轮箱作为船舶传动装置的核心部件，其研究和发展对提高船舶性能具有重要意义。
目前，轻型高速船用齿轮箱已经取得了显著的进展，但仍面临着一些挑战。
2024年螺旋锥齿轮市场前景分析
2024年螺旋锥齿轮市场前景分析1. 引言螺旋锥齿轮作为一种常见的传动装置，广泛应用于各个领域的机械设备中。
本文将通过市场前景分析，对螺旋锥齿轮的发展趋势进行探讨，并对其未来的市场前景进行预测和评估。
2. 螺旋锥齿轮的市场需求螺旋锥齿轮作为一种高效的传动装置，具有传递大扭矩、传动平稳、噪音低等优点，在许多行业中得到广泛应用。
特别是在工程机械、汽车制造、船舶制造等领域，对螺旋锥齿轮的需求量持续增长。
近年来，全球工程机械行业保持了较快的增长速度，这对螺旋锥齿轮市场提供了巨大的发展机遇。
随着工程机械产品的技术升级和淘汰更新，螺旋锥齿轮的更新需求也逐渐增加。
另外，在汽车制造行业，螺旋锥齿轮广泛应用于变速器和差速器等传动系统中。
随着电动汽车的兴起和智能汽车的发展，对传动系统的要求也越来越高，这将进一步推动螺旋锥齿轮市场的增长。
3. 螺旋锥齿轮市场竞争分析当前，螺旋锥齿轮市场竞争激烈，存在着多家知名企业和品牌。
这些企业通过提供高质量的产品、快速的交付周期以及完善的售后服务来争夺市场份额。
同时，技术的创新也是企业竞争的重要方面。
通过提升产品的性能、降低生产成本以及提高生产效率，企业可以获得竞争优势并稳定市场地位。
另外，企业之间的合作也是一种有效的竞争策略。
通过与其他企业合作，共同研发、生产和销售螺旋锥齿轮产品，企业可以实现资源共享、降低成本，并扩大市场份额。
4. 螺旋锥齿轮市场发展趋势在未来，螺旋锥齿轮市场有以下几个发展趋势值得关注：4.1 技术升级和优化随着科技的不断进步，螺旋锥齿轮产品的制造技术将得到进一步的升级和优化。
新材料的应用、精密加工技术的提升以及设计软件的发展，将使螺旋锥齿轮的性能和质量得到进一步提升。
4.2 智能化与自动化随着智能制造和工业自动化的发展，螺旋锥齿轮生产过程中的机械化、自动化水平将不断提高。
智能制造技术的应用将使得生产过程更加高效、精确，并能够实现个性化定制。
4.3 环保与节能在全球环保意识的提高和能源危机的背景下，螺旋锥齿轮产品的节能环保特性将得到更多关注。
国内外齿轮行业情况介绍
国内外齿轮行业情况介绍齿轮是一种常用的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
从国内外齿轮行业的情况来看，可以分为以下几个方面进行介绍。
一、市场规模和发展趋势1.国内市场规模：随着国内工业化进程的加快和制造业的发展，齿轮市场在我国逐渐壮大。
据统计，2024年我国齿轮行业市场规模达600亿元人民币，预计未来几年还将保持稳定增长。
2.国际市场规模：发达国家的齿轮市场规模较大，以欧美国家为主。
美国、德国、日本等国家的齿轮市场规模都在数百亿美元以上。
3.发展趋势：随着科技的不断进步和制造业的变革，齿轮行业的发展呈现出以下几个趋势：-高精度化：随着工业化程度的不断提高，对齿轮的精度要求也越来越高，特别是在汽车、飞机等高端设备中的应用；-多品种、小批量生产：随着市场需求的多元化，对各种规格的齿轮的需求也在增多，因此齿轮生产企业需要具备快速调整生产线的能力；-绿色环保：齿轮制造过程中的废水、废气等环境问题成为人们关注的热点，因此研发环保型齿轮已成为行业的发展热点。
二、产业发展现状1.国内齿轮行业发展：我国齿轮行业经过几十年的发展，已经初步形成了完整的齿轮产业链。
目前，中国的齿轮行业主要集中在浙江、江苏、山东、河北等地区，这些地区的齿轮企业集中且规模较大。
2.国际齿轮行业发展：发达国家的齿轮制造业经历了长期的发展，在技术、设备、品牌等方面都具有较大优势。
例如，日本的齿轮技术一直处于世界领先水平，德国的齿轮企业在高精度齿轮方面有很高的声誉。
三、技术创新和研发趋势1.技术创新：齿轮行业的技术创新主要包括齿轮设计、材料选择、加工工艺等方面。
例如，采用先进的计算机辅助设计软件可以提高齿轮的传动效率和减小噪音，新型材料的应用可以提高齿轮的强度和寿命。
2.研发趋势：随着科技的不断进步，齿轮行业的研发工作越来越重要。
目前的研发趋势主要包括以下几个方面：-齿轮传动的仿真和优化设计；-现代制造技术的应用，如数控加工、激光焊接等；-研发新型材料，以提高齿轮的强度、耐磨性等性能；-推动绿色环保齿轮的开发，减少对环境的污染。
高精度齿轮行业市场格局与未来发展趋势分析,持续研发推动进口替代进程加速「图」
高精度齿轮行业市场格局与未来发展趋势分析，持续研发推动进口替代进程加速「图」一、高精度齿轮概况齿轮是机器或部件中的一种重要的传动零件，在机械传动中的运用非常广泛，齿轮行业主要分为车辆齿轮及工业齿轮两大类，其中车辆齿轮市场约占整个齿轮市场的62%，由于齿轮行业与下游汽车、工程制造行业密切相关，因此近年来齿轮行业受到下游市场影响，产量呈现较大波动状态，2019年我国齿轮产量达到237万吨，同比增长8.7%。
2014-2019年我国齿轮产量变化资料来源：公开信息整理相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国齿轮减速电机行业全景评估及投资规划建议报告》；目前我国齿轮行业的处于高端产能匮乏中低端产能过剩的发展形式，中低端产品占比大约接近80%。
按照精度来划分，齿轮共有12个等级，其中0级是精度最高的齿轮，0-3级主要为标准测量齿轮，4-6级齿轮为高精度传动齿轮，7-8 级为普通的传动齿轮，9-12级为低档齿轮。
齿轮应用领域的不同导致对齿轮的精度要求也存在差异，如对中高端乘用车的精度要求大多为4-6 级，而手动变速器、商用车、农机以及工程机械大约在7-8级。
而要想提高齿轮的精度就必须采用精锻制造工艺，精锻齿轮行业有较高的进入壁垒，产品和供应商的认可时间和周期较长，短期内不会出现大量企业进入细分市场的情况。
精锻齿轮行业存在的主要市场壁垒资料来源：华经产业研究院整理二、市场竞争格局由于我国高精度制造业发展相对落后，因此在精锻齿轮领域的企业规模普遍不大，例如国内汽车精锻齿轮生产企业年销售额达到5000万元以上规模的生产企业不到十家，市场比较分散。
精锻科技、江苏飞船等少数几家企业规模较大，具有一定竞争力。
而日本武藏精密、日本大岗技研株式会社（O-OKA）、德国SONA BLW 、韩国韩松通商株式会社、德国德西福格、欧洲麦特达因等强势外企目前占据国际市场的主要市场份额。
汽车齿轮行业各公司主要产品及对应主要客户资料来源：公开信息整理三、新能源汽车推动行业转型由于电动车中电机转速比传统燃油车更快，既而在噪音、转速和扭矩等方面对齿轮要求更高，而中小厂商没有相关技术和设备很难做到。
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序号 1 2 3 4 5 6
类型 柴油机动力齿轮装置 CODOD 或 CODAD 燃气轮机齿轮减速器 ( 带闭锁均载设计 ) 燃气轮机联合齿轮装置 COGOG 或 COGAG ( 有的带闭锁均载设计) 柴燃联合齿轮装 置 CODOG 或 CODAG( 带 闭锁均载设计 ) 蒸燃联合 齿轮 装置 COGAS 或 COGOS( 有 的带闭锁均载设计 ) 综合电力推进减速装 置 CODLAG ( 带闭 锁 设计 )
修订日期 : 2003- 09- 19
基金项目 : 国家留学基金资助项目 ( 21823001) ; 黑龙江省博士后科研启动基金资助项目 ( 2001001) 山 ( 1965- ) , 男 , 黑龙江阿城人 , 哈尔滨 第七 O 三研究所研究员, 博士生导师 .
548 级减速, 带闭锁均载设计。俄罗 斯的核动力潜艇采用的是大功率 行星齿轮减速器 , 单输入单输出 二级 减 速 , 传 递 功 率 为 33 000 kW。美国的伯 克级导 弹驱逐 舰 由 2 根螺旋桨驱动 , 每根桨轴传 递功 率为 32 300 kW。每台 减速 器由 2 台燃气轮机驱动 , 双输入 单输出二级减速 , 带闭锁均载设 计。该舰的减速器采用了最新高 功率密度设计技术 , 体积和重量 仅为 常规设计 参数的 1/ 2, 通 过 独特齿轮设计和安装设计大大减 少了通海结构噪声。德国的 124 型护卫舰采用的是 3 机 2 轴交叉 传动 装置, 2 台巡航柴油机 的功 率为 3 680 kW, 加速燃气 轮机的 传递功率为 25 800 kW 。
定距桨 调距桨 调距桨 调距桨 调距桨
多输入单输出 单输入单输出 2机 2 轴 3机 2 轴 3机 2 轴 3机 2 轴
二级
4机 2 轴
二级
调距桨
4机 2 轴
第6期
王世安, 等 : 船用齿轮设计技术的发展趋势
表 2 国外主要船用齿轮箱技术水平
549
国别 美国 GE 公司
型式 COSAS COGOG 或 COGAG CODOG 或 CODAG + CODOD 或 CODA D CODOG 或 CODAG 交叉传动 COSAS COSAG COGAG 行星传动
为各类舰艇的 400 套主 推进 系统提 供了 后传 动装 置 , 装备 25 个 国家 的海 军。包括 登陆 船、 巡 逻艇、 护卫舰、 驱逐舰和轻型巡洋舰等。
前苏联 MASHPROEKT 和 ZARYA 科研 生产联合体
蒸汽轮机 蒸燃联合动力 燃燃联合动力 ( 4 机 2 轴交叉传动) 同轴输入
第 18 卷第 6 期 2003 年 11 月
热
能
动
力
工
程
JOURNAL OF ENGINEERING FOR THERMAL ENERGY AND POWER
Vol. 18, No. 6 Nov. , 2003
专题综述
文章编号: 1001- 2060( 2003) 06- 0547- 05
船用齿轮设计技术的发展趋势
通海结构噪声。齿轮箱的噪声主 要是由于齿轮相互啮合产生的, 其结构噪声与齿轮转速和齿数有 一定的函数关系 , 这使得声纳不 仅能探测到舰艇 的存在, 甚至可 以判断出齿轮箱的技术和运行状 态。降低船用齿轮装置结构噪声 主要有 2 个途径 : ( 1) 齿轮设计和 加工精度 ; ( 2) 减振浮筏设计。热 点研究内容: ( 1) 齿轮振动和噪声 主动控制技术 ; ( 2) 外啮合齿轮噪 声影响因素分析; ( 3) 行星齿轮噪 声生成机理分析; ( 4) 带有制造和 加工误差齿轮传动副的动载系数 计算 ; ( 5) 考虑齿轮结构的齿轮传 动误差分析; ( 6) 齿轮装置机械振 动模型和声学分析模型综合研究 ( 空气噪声、 结构 噪声、 箱体结构 振动频率范围等 ) ; ( 7) 齿轮系统 准静态分析模型和动态分析模型 的改进; ( 8) 船用齿轮传动装置整 体减振浮筏优化设计。 37 验证技术
表 1 船用后传动装置主要型式
减速级 一级 二级 二级 二级 二级 一级 ( 柴机 和电机 ) 二级 ( 燃机 ) 二级 二级 一级 一级 二级 二级 主机类型 柴油机联合或交替运行 燃气轮机 燃气轮机联合或交替运行
态和动态设计分析。既有计算齿 轮齿面载荷分布、 齿面瞬时闪温 分布、 齿根弯曲应力分布的能力, 又能考虑动态附加载荷等影响。 由于需计算和处理的数据量大,
36 800 25 800 36 800 ( 73 600) 36 800
为 20 个级别共 15 个国家的海军战舰提供近 100 种 后传 动装置 , 包 括巡逻艇、 海岸护卫 舰、 驱逐 舰、 补 给船、 导弹快艇和导弹巡洋舰等。
对数据交换处理和储存结构还要 采用新的概念和数值分析技术。 3 2 齿形设计 船用齿轮的轮齿仍将是渐开 线为主 , 齿形设计 将广泛采用以 减低啮合冲击和噪声为优化目标 的三维修形技术 , 亦应考虑齿根 圆角形状和齿轮本体结构对啮合 性能的影响。虽然双斜齿与单斜 齿相比在基节误差控制、 修形设 计和噪 声控制 等方面 更困难 一 些, 但各国海军舰 艇的后传动装 置采用 更多的 仍是双 斜齿轮 传 动。 3 3 齿轮传动设计 采用 系统 集 成优 化 设计 技 术。即: ( 1) 考虑载荷图谱和交变 应力的影响计算齿轮齿面和弯曲 应力, 采用 累积 损伤 分析 模 型; ( 2) 稳健设计技术 ; ( 3) 强度、 振动 和噪声优化设计技术 ( 反共振设 计技术) ; ( 4) 寿命预测设计 , 综合 齿轮齿形设计、 材 料和热处理等 技术 ; ( 5) 结构和重量优化 设计; ( 6) 齿轮可靠性设计技术。为了 减少船用齿轮箱的尺寸和 重量, 无论平行轴减速器还是行星齿轮 减速器 多采用 功率分 支结构 设
7 8 9
汽轮齿轮减速器 COSOS 或 COSAS 行星齿轮减速器 齿轮交叉传动装置
蒸汽轮机 燃气轮机或蒸汽轮机 2 台柴油机 2 台柴油机 1 台燃气轮机 1 台柴油机 2 台燃气轮机 3 台燃气轮机 ( 每台 燃气轮 机均可 通 过横接齿轮箱实现交叉传动 ) 4 台 燃气轮机 ( 其中 2 台 巡航燃气 轮 机通过横接齿轮箱实现交叉传动 ) 4 台 燃气轮机 ( 其中 2 台 巡航机通 过 锥齿轮横接箱实现交叉传动 )
3 船用齿轮传动设计的发 展趋势
国内外学者专家和齿轮工程 师的科研工作主要集中在丰富齿 轮分析模型、 创新加工工艺和 设 备及实验验证方法等方面 , 体 现 在下面 6 个研究领域: ( 1) 提高功 率密度 ; ( 2) 降低重量; ( 3) 减少噪 声 ; ( 4) 提高传动效率; ( 5) 加快研
热
能动ຫໍສະໝຸດ 力工程2003 年 制速度; ( 6) 有效降低成本。研究 人员一直试图建立完善精确的齿 轮分析模型, 期望得到准确的分 析结果和减少高 费用、 长周期的 试验验证; 结合改进加工方法提 高齿轮设计可靠性和水平。同时
图 1 4 机 2 轴交叉传动
计算机技术和测试技术的飞速发 展为齿轮传动设计技术发展和建 立系统复杂齿轮分析模型提供了 必要的基础保证。 31 齿轮计算分析模型 模型更加复杂 , 同时进行静
收稿日期 : 2003- 06- 25; 作者简介 : 常
, 核动力潜艇多采用 1 台
或 2 台蒸汽轮机 ( COSAS) 驱动 1 根螺桨的后传动装置形式。通过 齿轮减速装置将主机的高转速减 到螺旋桨的低转速。涡轮机动力 减速器的 单桨 传递 功率 超 过 20 000 kW, 速比达到 15 以上, 通 常采用两级减速设计。典型的船
主机 蒸汽轮机 燃气轮机 柴燃联合 或交替 柴油机 柴燃联合或交替
轴功率 / kW 47 800 32 400 24 300
总体水平 提供美国海军 90% 的硬化摩齿齿轮传动装置 , 主要 用于 航母、 导弹 驱逐舰、 核 潜艇、 海 上补给船、 两栖 攻击舰等。
德国 RENK 公司
14 700 24 300 25 800 ( 双轴 )
计。对于平行轴外啮合齿轮减速 器 , 在一级减速和二级减速之 间 采用闭锁均载设计技术。 3 4 有限元技术和应力分析 ( 1) 采用边 界积分数值方 法 进行轮齿裂纹扩展分析, 建立 分 析裂纹生成和扩展数学模型用于 评价齿轮材料和热处理工艺的合 理性; ( 2) 采用有限元技术进行齿 轮 疲劳寿 命预测 及相关 性能 分 析 ; ( 3) 利用系统的超单元等新技 巧 , 有效提高有限元分析的效 率 和精度 ; ( 4) 建立多齿轮副啮合的 应力分析模型; ( 5) 完善轮齿表面 和齿根疲劳失效的分析模型; ( 6) TCA 和 LTCA 分析技术。 3 5 热变形分析 ( 1) 高功率 密度传动齿轮 轮 齿的热变形计算, 高速运行时 的 效率分析及考虑热变形时的轮齿 修形设计; ( 2) 啮合轮齿摩擦热分 布分析模型 ; ( 3) 高效冷却方法 ; ( 4) 轮齿高效散热结构设计, 如齿 面采用埋入纳米管结构提高齿轮 强度和散热能力。 3 6 动力学和噪声 船用齿轮后传动装置辐射非 常有规律和离散的振动频率 , 即
用齿轮传动的布置方式如表 1 所 示。 为了有效提高舰艇主动力推 进系统的可靠性 和经济性, 齿轮 交叉传动装置得到日益广泛的应 用。图 1 所示是 4 机 2 轴交叉传 动推进装置的布置实例。4 台燃 气轮机的 2 台巡航燃气轮机通过 横接齿轮箱实 现交叉传动 , 2 台 加速燃气轮机通过加速齿轮箱各 自驱动本舷螺桨轴。表 2 给出了 美国、 德国及前苏联 3 个主要船 用齿轮传动装置研制和生产公司 的总体情况。美国 GE 公司船用 齿轮设计部承担了大部分美国海 军主 力战舰 后传动 装置研 制项 目, 包 括核 动力 航母、 核动 力潜 艇、 导弹驱逐舰、 两栖攻击舰和海 上补给船等。美国的尼米兹级核 动力航空 母舰由 4 根 螺旋 桨驱 动, 每根桨轴 传递功率 为 47 800 kW, 设计寿命为50 a 。 每台减速器 由 1 台高压汽轮机和 1 台低压汽 轮机驱动, 双输入单输出二级减 速, 带闭锁均 载设计。美国俄亥 俄级核动力潜艇由一根螺旋桨驱 动, 桨 轴传递 功率 为 44 000 kW, 设计寿命为40 a 。 每台减速器由 2 台汽轮机驱动 , 双输入单输出二