之前我寫大型船舶的時候，再三強調，大型船舶採用低速機基本上沒有齒輪箱，而是通過主機直驅螺旋槳，但是船舶的範圍很廣，總不能說大型船舶沒有齒輪箱，就能說所有船舶沒有齒輪箱。除了大型船舶外還有數量龐大的小型船舶，以及軍用艦船這些採用單位功率密度大的中高速主機，甚至燃氣輪機，都需要設置齒輪箱。在這裡我特意強調一個問題，之前有網友和我說，軍艦不是船舶，不能用船舶的原理來解釋，聽了這話我只想對這位網友說：切莫鬧了白馬非馬的笑話。

軍艦

說起齒輪箱相信大家最熟悉的還是汽車的齒輪箱。汽車的齒輪箱少則五六個擋位，多則七八個檔位，大型貨車甚至能達到十幾個檔位。汽車設置檔位的目的是為了應對各種工況，提高發動機工作效率，所以齒輪箱是汽車非常重要的部件。船舶的齒輪箱和汽車的一樣，也是船上非常重要的部件，但是船舶的齒輪箱並不像汽車的那樣有多個檔位（普遍性），而是隻有一個倒順車（有些連倒順車都沒有）。既然沒有多個檔位，那麼船用齒輪箱有何用？接下來咱們就來聊聊船用齒輪箱都有那些功能。

汽車齒輪箱

船用齒輪箱的功能

第一個功能就是減速。減速可以說是船用齒輪箱最重要的功能。為什麼要減速？一般來說船舶螺旋槳的轉速越低，直徑越大，其推進效率越高。而普遍採用中高速發動機的小型船舶，發動機轉速比較高，匹配齒輪箱減速，能降低轉速，放大扭矩，使用更大直徑螺旋槳，提高推進效率。需要注意的是大部分船用齒輪箱，並不像汽車的齒輪箱有多個檔位，而是隻有一個固定的減速速比，只有極少數變工況多的船舶，會用帶高低檔的齒輪箱。

中速機+減速齒輪箱+CPP槳

第二個功能就是傳遞螺旋槳的推力。船舶的推進是通過主機驅動螺旋槳旋轉讓螺旋槳產生推力，螺旋槳產生推力再經過傳動軸傳遞到推力軸承上，再經推力軸承把推力傳遞給船舶，推動船舶前進。而設置有齒輪箱的船舶，常把推力軸承整合在齒輪箱裡，這樣齒輪箱有了一個非常重要的功能，就是把螺旋槳的推力傳遞給船舶。

船舶的推力軸承

第三個功能脫合、倒順車。脫合就是我們常說的離合功能。船舶把離合器和齒輪箱有機結合起來，讓齒輪箱具備脫合能力。倒順車就是前進和倒車能力。之前講過大型船舶採用低速機直驅，它的倒車是通過主機倒轉實現；而小型船舶採用的中高速機，這類主機大多沒有倒轉能力，就只能通過齒輪箱來具備倒車能力。為什麼我把脫合和倒順車能力放在一起講呢？這是因為船舶齒輪箱的倒車，大多是通過離合器來實現的。下圖是多片式摩檫離合器如何讓減速齒輪箱實現倒順車的原理圖，該齒輪箱有兩個離合器，一個控制正車一個控制倒車，正車時正車離合器結合，倒車時倒車離合器結合，兩個離合器都脫開，主機就和螺旋槳脫開。需要注意的是有些中高速機自身有倒轉能力，以及一些裝備可調距槳（CPP）的船舶的齒輪箱，是可以沒有倒順車功能的。

齒輪箱的倒順車原理

第四個功能就是能降低船舶主機輸出端的高度，減小傳動軸的角度。剛才我就講了，更大直徑的螺旋槳推進效率會更高，小型船舶吃水較淺，為獲得更大直徑的螺旋槳，保證吃水，船舶的傳動軸應該相應設計的低一點。但是船舶的主機底部需要曲軸迴轉的空間，所以飛輪輸出端有一定的高度；而有些主機有油底殼，安裝高度也有一定要求，這樣為了保證螺旋槳的吃水，只能讓傳動軸有一定的傾斜角度。傳動軸有傾斜角度的話，螺旋槳的推力並不能全部作用在船舶推進上，並且隨著傳動軸的角度越大，推進的力越小。為了提高推進的效率，如果利用垂直異心的齒輪箱，實際就能降低船舶主機輸出端的高度，減小傳動軸的角度。

小型船舶的傳動軸

第五個功能就是功率分支傳動。具有功率分支傳動功能的船用齒輪箱，可以利用此功能讓主機的富裕功率去帶動軸帶發電機等一些設備，提高經濟性。

齒輪箱帶發電機

當然除了以上這些功能外，還有些齒輪箱有分車和並車傳動，減震與抗衝擊等功能，因為這類齒輪箱並不多見，所以這裡就不再多講了。

船用齒輪箱

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作者：小船人的夢想 2018年12月9號