之前我写大型船舶的时候，再三强调，大型船舶采用低速机基本上没有齿轮箱，而是通过主机直驱螺旋桨，但是船舶的范围很广，总不能说大型船舶没有齿轮箱，就能说所有船舶没有齿轮箱。除了大型船舶外还有数量庞大的小型船舶，以及军用舰船这些采用单位功率密度大的中高速主机，甚至燃气轮机，都需要设置齿轮箱。在这里我特意强调一个问题，之前有网友和我说，军舰不是船舶，不能用船舶的原理来解释，听了这话我只想对这位网友说：切莫闹了白马非马的笑话。
军舰
说起齿轮箱相信大家最熟悉的还是汽车的齿轮箱。汽车的齿轮箱少则五六个挡位，多则七八个挡位，大型货车甚至能达到十几个挡位。汽车设置挡位的目的是为了应对各种工况，提高发动机工作效率，所以齿轮箱是汽车非常重要的部件，价格不便宜。船舶的齿轮箱和汽车的一样是船上非常重要的部件，价格也很昂贵，但是船舶的齿轮箱并不像汽车的那样有挡位（普遍性）。既然没有挡位，怎么还那么贵呢？是有什么独特的功能吗？接下来咱们就来聊聊船用齿轮箱都有那些功能。
汽车齿轮箱
船用齿轮箱的功能
第一个功能就是减速。减速可以说是船用齿轮箱最重要的功能。为什么要减速？一般来说船舶螺旋桨的转速越低，直径越大，其推进效率越高。而普遍采用中高速发动机的小型船舶，发动机转速比较高，匹配齿轮箱减速，能降低转速，放大扭矩，使用更大直径螺旋桨，提高推进效率。需要注意的是大部分船用齿轮箱，并不像汽车的齿轮箱有多个挡位，而是只有一个固定速比，只有极少数变工况多的船舶，会用带高低档的齿轮箱。
中速机+减速齿轮箱+CPP桨
第二个功能就是传递螺旋桨的推力。船舶的推进是通过主机驱动螺旋桨旋转让螺旋桨产生推力，螺旋桨产生推力再经过传动轴传递到推力轴承上，再经推力轴承把推力传递给船舶，推动船舶前进。而设置有齿轮箱的船舶，常把推力轴承整合在齿轮箱里，这样齿轮箱有了一个非常重要的功能，就是把螺旋桨的推力传递给船舶。
船舶的推力轴承
第三个功能脱合、倒顺车。脱合就是我们常说的离合功能。船舶把离合器和齿轮箱有机结合起来，让齿轮箱具备脱合能力。倒顺车就是前进和倒车能力。之前讲过大型船舶采用低速机直驱，它的倒车是通过主机倒转实现；而小型船舶采用的中高速机，这类主机大多没有倒转能力，就只能通过齿轮箱来具备倒车能力。为什么我把脱合和倒顺车能力放在一起讲呢？这是因为船舶齿轮箱的倒车，大多是通过离合器来实现的。下图是多片式摩檫离合器如何让减速齿轮箱实现倒顺车的原理图，该齿轮箱有两个离合器，一个控制正车一个控制倒车，正车时正车离合器结合，倒车时倒车离合器结合，两个离合器都脱开，主机就和螺旋桨脱开。
齿轮箱的倒顺车原理
第四个功能就是能降低船舶主机输出端的高度，减小传动轴的角度。刚才我就讲了，更大直径的螺旋桨推进效率会更高，小型船舶吃水较浅，为获得更大直径的螺旋桨，保证吃水，船舶的传动轴应该相应设计的低一点。但是船舶的主机底部需要曲轴回转的空间，所以飞轮输出端有一定的高度；而有些主机有油底壳，安装高度也有一定要求，这样为了保证螺旋桨的吃水，只能让传动轴有一定的倾斜角度。传动轴有倾斜角度的话，螺旋桨的推力并不能全部作用在船舶推进上，并且随着传动轴的角度越大，推进的力越小。为了提高推进的效率，如果利用垂直异心的齿轮箱，实际就能降低船舶主机输出端的高度，减小传动轴的角度。
小型船舶的传动轴
第五个功能就是功率分支传动。具有功率分支传动功能的船用齿轮箱，可以利用此功能让主机的富裕功率去带动轴带发电机等一些设备，提高经济性。
齿轮箱带发电机
当然除了以上这些功能外，还有些齿轮箱有分车和并车传动，减震与抗冲击等功能，因为这类齿轮箱并不多见，所以这里就不再多讲了。
总的来说船舶的齿轮箱并没有什么黑科技，贵的原因，主要还是船舶的主机功率大，传递的扭矩也大，制造难度更大，所以价格昂贵。
船用齿轮箱
作者：小船人的梦想 2018年12月9号
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