第一節 船用齒輪箱
一、船用齒輪箱的作用
船用齒輪箱是內河船舶動力機組的重要設備之一，它裝在主機與軸係之間，與柴油機、軸係和螺旋槳組成船舶推進裝置。中小型船用齒輪箱一般由齒輪減速機構和離合器組成，主要有以下三個方麵的作用。
1.減速，在主機額定轉速的條件下，使螺旋槳轉速減小，從而提高其推進效率；
2.倒順，在主機轉向不變的情況下，改變螺旋槳的轉向，使船舶前進或後退；
3.離合，在主機運轉的條件下，使主機與螺旋槳可以隨時脫離或結合，以使船舶停止或航行。
二、齒輪箱的工作原理
1.基本結構
ZF120型液壓齒輪箱在內河船舶上較為常見，它主要由箱體、輸入軸部件、中間軸部件、輸出軸部件、輸入法蘭、油泵、液壓控製係統及機油冷卻器等組成。
箱體部件可分為箱體與前蓋兩大件，結合麵處精加工並襯有紙墊以保證密封。
輸入軸的前端與輸入法蘭配合，其後有滾珠軸承。傳動齒輪Z1熱套在油缸體上，油缸內有工作活塞，工作活塞內有返回油塞（以右旋螺紋與軸連接）。於是工作活塞前方形成工作油腔，後方形成返回油腔，工作活塞可以在相應的油壓作用下前移（脫開離合器）或後移（結合離合器）。輸入軸中有兩個深孔，中間的深孔是潤滑油道，偏心的深孔是工作油道，可由軸後端的分油塞引入油液。
離合器中有外摩擦片和內摩擦片，外摩擦片的齒與油缸體內的齒槽相連，內摩擦片與順車主動齒輪Z3前端的花鍵齧合。傳動齒輪始終隨輸入軸一起轉動，順車主動齒輪則用兩個滾動軸承空套在輸入軸上，由順車離合器予以控製。
中間軸的結構除前端沒有輸入法蘭，還少一個單列向心球軸承外，其餘結構和輸入軸相同，但返回油塞是以左旋螺紋與軸連接的。
輸出軸前端有單列向心短圓柱滾珠軸承和承受順車推力的單列向心推力球軸承，從動齒輪Z4熱套在軸上，後端有承受倒車推力的雙列向心球麵滾珠軸承和輸出法蘭。
2.工作原理
ZF120型液壓齒輪箱的工作原理示意圖。當輸入軸轉動後，熱套在軸上的傳動齒輪Z6使油泵工作。
將操縱手柄放在停車位置時，工作油不進入兩離合器的工作油腔，而經工作壓力調節閥流入各軸中潤滑，並進入離合器返回油腔使離合器脫開，輸出軸不轉動。
當操縱手柄放在順車位置時，工作油進入順車離合器工作油腔，推動工作活塞克服返回油壓力使順車離合器M1結合，功率即由輸入軸經順車離合器M1、順車主動齒輪Z3，從動齒輪傳至輸出軸，輸出軸轉向與輸入軸相反。
當操縱手柄放在倒車位置時，工作油進入倒車離合器油缸，使倒車離合器M2結合，同時順車離合器M1在返回油壓力作用下脫開，功率即由輸入軸、傳動齒輪Z1、Z2傳至中間軸，再經倒車離合器M2、倒車主動齒輪Z5及從動齒輪Z4傳至輸出軸，輸出軸轉向與輸入軸相同。
三、船用齒輪箱操作要點
齒輪箱的正確使用操作，對延長齒輪箱的壽命，減少和避免事故有密切的關係。輪機員必須按齒輪箱說明書的要求和有關規定，進行使用和操作。船用齒輪箱使用操作一般應注意下述幾點：
1.在柴油機啟動前，應檢查齒輪箱的潤滑油量是否足夠；離合器的操縱手柄應置於空車位置。
2.柴油機啟動後，應空車低速運轉數分鍾，並考察柴油機及齒輪箱各部分是否正常，確認柴油機各部分無問題，可做試運轉（即掛前進或後退擋）。試運轉確認後，再通知駕駛台用車。然後，可適當增加柴油機轉速。
3.對油壓控製的齒輪箱，在柴油機啟動後的20秒以內，潤滑油壓力應達到正常工作壓力，如無油壓（或低於0.05MPa），應立即停機檢查。
4.在換向操作時，應先將柴油機轉速降低（高速柴油機降至800～1000轉/分，中速柴油機降至300～450轉/分），然後將操縱手柄移到空轉的位置，待螺旋槳軸慢轉至30～50轉/分，或者完全停止後（空車時間3～6秒），再將操縱手柄推到換向的位置。換向後，再將轉速逐步升到所需要的轉速。這樣做能有效地避免齒輪箱的過載及離合器、傳動齒輪等零件的撞擊。
5.當船舶航行遇到緊急情況時，齒輪箱允許在全速全負荷下進行換向。但在這種情況下，齒輪箱的離合器齒輪組、軸係、螺旋槳等機件，在換向時都有很大的轉動慣性，將使柴油機和齒輪箱承受較大的衝擊負荷和過載。為了保證齒輪箱安全運轉和延長其使用壽命，非緊急情況下均不應在全速下做緊急換向，而且，即使是在應急情況下，也應當把手柄移到停車位置，停留1～3秒鍾，待軸係轉速變慢一些後，再行換向。
6.船舶在倒車時的最高轉速不許超過主機額定轉速的90%，通常倒車最好能在75%～85%額定轉速範圍內使用，以盡量避免齒輪箱和柴油機超載。
7.對駕機合一的船舶要使駕駛人員明白上述要求，對柴油機轉速和齒輪箱換向控製機構控製均應采取聯動裝置，使操縱過程符合要求。
8.齒輪箱在運轉時，應經常檢查油壓、油溫、冷卻水溫及軸承溫度等。對油壓控製的齒輪箱，機油溫度升高到70℃以上時，潤滑油壓力有所下降屬正常現象，但在任何時候潤滑油的壓力都不允許小於0.05MPa，如小於此壓力，應及時查出原因並消除故障。
9.對手操縱式齒輪箱，采用人工加油脂潤滑的部分，要嚴格按齒輪箱使用說明書的要求，定時、定量加注油脂，以確保潤滑正常。
10.對設有應急安全裝置的齒輪箱，使用應急安全裝置時，應注意下述幾點：
（1）所有齒輪箱的應急安全裝置都是隻供順車時使用的，而且隻允許在額定轉速的60%～70%範圍內運轉。
（2）在使用應急安全裝置時，油壓控製閥手柄一定要固定在停車位置上（或把油泵齒輪拆下一個），防止油泵係統恢複工作時，不慎將手柄移在倒車位置而發生重大機損事故。