CN101445154B - 一种双输入多输出并车离合船用齿轮箱 - Google Patents

Abstract

一种双输入多输出并车离合船用齿轮箱，第一、第二左输入轴之间通过左输入轴离合器连接，在第二左输入轴上套装左换向主动齿轮与左输出小齿轮轴上的左换向被动齿轮啮合，左输出小齿轮与输出大齿轮相啮合，左换向被动齿轮还与PTO齿轮啮合。第一、第二右输入轴之间通过右输入轴离合器连接，在第二右输入轴上套装右换向主动齿轮与右输出小齿轮轴上的右换向被动齿轮啮合，右输出小齿轮与输出大齿轮相啮合，右换向被动齿轮还与右PTO离合器上的齿轮啮合。本发明满足了海洋工程船舶动力系统高可靠性、高安全性、多功能的要求，具有结构紧凑、占用空间小、安全可靠、控制方便等特点，在有效增加了载物空间的同时，大大降低了建造成本和使用成本。

Description

一种双输入多输出并车离合船用齿轮箱

技术领域

本发明涉及一种齿轮箱，具体地说，尤其涉及双输入多输出并车离合船用的齿轮箱。

背景技术

海洋工程船舶同时具有为海上石油提供多种作业服务的功能，如：供应作业、抛起锚作业、拖曳作业、守护作业、消防作业、浮油回收作业等。为适用于恶劣环境条件下的海上工程作业，船舶具有良好的快速性、耐波性、操作性能，特别是在恶劣气候下具有良好的适航性能和作业能力，满足在各种不同特种作业的特殊稳性要求，特别是混合作业、复合作业时的稳性要求。

为了保证作业的可靠性和安全性，传统的海洋工程船舶一般采用四机双桨动力系统+大功率首尾侧推的组合方式，动力系统柴油机旋向多为同一个旋向，而螺旋桨有两个旋向，相配套的双机并车船用齿轮箱没有换向的功能。

海洋工程船在距离较近的情况下开展作业时，船舶动力系统除了需要螺旋桨运转外还需要大功率的首尾侧推参与工作，侧推采用电动机作为动力源，其电力来源于单独的柴油机发电机组；在执行对外消防灭火作业时，消防泵的驱动也有可能来源于另外一台柴油机及其驱动的增速齿轮箱。如此，一方面多个柴油机各自需要单独的油站，建造成本高，占用空间大，减少了载物空间；另一方面，在失电的情况下，CPP供油泵无法驱动，因此可靠性及安全性均比较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种双输入多输出并车离合船用齿轮箱，以满足海洋工程船舶动力系统高可靠性、高安全性、多功能的要求，并能够大大节约安装空间和造船成本。

本发明的技术方案如下：一种双输入多输出并车离合船用齿轮箱，包括箱体、输入轴和输出轴，其关键在于：

A、所述输出轴通过轴承支承在箱体的中部，在输出轴的前部套装输出大齿轮，输出轴的后端向后伸出箱体的后壁，且伸出部分固定有第一法兰盘；

B、在所述输出轴的两侧对称设置左、右输入轴总成，其中左输入轴总成由第一左输入轴、第二左输入轴和左输入轴离合器组成，所述第一左输入轴的前端向前伸出箱体外，第一左输入轴和第二左输入轴均通过轴承支承在箱体上，两者的轴线在一条直线上，并且两者之间通过左输入轴离合器连接；

C、在第二左输入轴上套装左换向主动齿轮，该左换向主动齿轮与左输出小齿轮轴上的左换向被动齿轮啮合，所述左输出小齿轮的轴通过轴承支承在箱体上，左输出小齿轮与输出大齿轮相啮合；

D、所述左换向被动齿轮还与左PTO输出轴上的PTO齿轮啮合，左PTO输出轴通过轴承支承在箱体上，该左PTO输出轴的前、后两端分别伸出箱体的前、后壁，其中在左PTO输出轴的前端安装CPP供油泵连接齿套，左PTO输出轴的后端设置第二法兰盘；

E、所述右输入轴总成由第一右输入轴、第二右输入轴和右输入轴离合器组成，其中第一右输入轴的前端向前伸出箱体外，第一右输入轴和第二右输入轴均通过轴承支承在箱体上，两者的轴线在一条直线上，并且两者之间通过右输入轴离合器连接；

F、在第二右输入轴上套装右换向主动齿轮，该右换向主动齿轮与右输出小齿轮轴上的右换向被动齿轮啮合，所述右输出小齿轮的轴通过轴承支承在箱体上，右输出小齿轮与输出大齿轮相啮合；

G、所述右换向被动齿轮还与右PTO离合器上的齿轮啮合，右PTO离合器连接在第一右PTO输出轴与第二右PTO输出轴之间，所述第一、第二右PTO输出轴均通过轴承支承在箱体上，第二右PTO输出轴的后端向后伸出箱体外，且伸出部分设置有第三法兰盘。

本发明中，所有的离合器均起传递或切断动力的作用。第一左输入轴和第一右输入轴分别与对应的柴油机输出轴连接，当左输入轴离合器处于接合状态，而右输入轴离合器处于分离状态时，第一右输入轴空转，第一左输入轴通过左输入轴离合器带动第二左输入轴旋转，第二左输入轴通过左换向主动齿轮带动左换向被动齿轮和左输出小齿轮反向转动。一方面左换向被动齿轮通过PTO齿轮带动左PTO输出轴旋转，左PTO输出轴前端的CPP供油泵连接齿套将动力传动给CPP供油泵，驱动CPP供油泵工作，左PTO输出轴后端的第二法兰盘带动轴带发电机，使轴带发电机开始发电。另一方面，左输出小齿轮通过输出大齿轮带动输出轴运转，由输出轴后端的第一法兰盘向螺旋桨输出动力。同时，输出大齿轮带动右输出小齿轮旋转，右输出小齿轮再带动第二右输入轴及右PTO离合器的主动部分旋转，当右PTO离合器处于分离时，第一右PTO输出轴空转，而第二右PTO输出轴静止不动，当右PTO离合器处于接合时，第一右PTO输出轴带动第二右PTO输出轴旋转，使第三法兰盘驱动消防泵工作。

同理，当左输入轴离合器处于分离状态，而右输入轴离合器处于接合状态时，第一左输入轴空转，第一右输入轴通过右输入轴离合器带动第二右输入轴旋转，第二右输入轴通过右换向主动齿轮带动右换向被动齿轮和右输出小齿轮反向转动。一方面右换向被动齿轮带动右PTO离合器的主动部分旋转，当右PTO离合器处于分离时，第一右PTO输出轴空转，而第二右PTO输出轴静止不动，当右PTO离合器处于接合时，第一右PTO输出轴带动第二右PTO输出轴旋转，使第三法兰盘驱动消防泵工作。另一方面，右输出小齿轮通过输出大齿轮带动输出轴运转，由输出轴后端的第一法兰盘向螺旋桨输出动力。同时，输出大齿轮带动左输出小齿轮旋转，左输出小齿轮通过左换向被动齿轮带动左换向主动齿轮及PTO齿轮转动，此时第二左输入轴空转，而PTO齿轮带动左PTO输出轴旋转，左PTO输出轴前端的CPP供油泵连接齿套将动力传动给CPP供油泵，驱动CPP供油泵工作，左PTO输出轴后端的第二法兰盘带动轴带发电机，使轴带发电机开始发电。

当左输入轴离合器和右输入轴离合器均处于分离状态时，第一左输入轴和第一右输入轴均空转，各输出部分没有动力输出；当左输入轴离合器和右输入轴离合器均处于接合状态时，第一左输入轴将动力传递给输出轴及左PTO输出轴，第一右输入轴将动力传递给输出轴及右PTO离合器，由于第一左输入轴和第一右输入轴均有动力传递给输出轴，从而实现了并车输出的目的。第三法兰盘有无动力驱动消防泵视右PTO离合器的状态而定。

由此可见，本发明以两台柴油机为动力，可以单独或同时驱动螺旋桨、CPP供油泵、轴带发电机和消防泵工作，使齿轮箱达到了并车、离合、减速、承受螺旋桨推力以及多个PTO输出的多功能要求。在舱容量方面，在相同动力配置下，采用本发明节省了占用空间，增加了载物空间；在建造成本方面，节约了发电机组主机，节省了为消防泵提供增速离合齿轮箱，节省了CPP的单独油站，建造成本较为经济；在使用成本方面，本发明可以实现单机巡航、双机加速、CPP单独输出、消防模式和发电模式等不同工况下使用，通过控制离合器的接合状态实现主机在较为优化的燃油经济性下运行，从而大大节约了主机燃油成本。在安全性方面，在全船掉电的情况下，CPP的增减螺距作业所需的高压油仍然可以通过挂在本发明上的CPP供油泵来提供，不会因为失电而失去调距功能，安全性能大为提高。

为了使结构更加紧凑、进一步减小自身体积，上述左PTO输出轴位于第二左输入轴的左上方，左输出小齿轮位于第二左输入轴上方偏右的位置。

为了简化结构、方便加工及装配，上述左输出小齿轮为轴与齿轮成一体的整体式结构。

为了使结构更加紧凑、进一步减小自身体积，上述第一右PTO输出轴位于第二右输入轴的右上方，右输出小齿轮位于第二右输入轴上方偏左的位置。

为了简化结构、方便加工及装配，上述右输出小齿轮为轴与齿轮成一体的整体式结构。

有益效果：本发明满足了海洋工程船舶动力系统高可靠性、高安全性、多功能的要求，具有结构紧凑、占用空间小、安全可靠、控制方便等特点，在有效增加了载物空间的同时，大大降低了建造成本和使用成本。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为本发明的主视图。

图3为图2的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，输出轴21位于箱体1内的中部，该输出轴21通过轴承支承在箱体1上，在输出轴21的前部套装输出大齿轮22，输出轴21的后端向后伸出箱体1的后壁，且伸出部分固定有第一法兰盘23。在输出轴21的左右两侧对称设置与之同高度布置的左、右输入轴总成，其中左输入轴总成由第一左输入轴2、第二左输入轴3和左输入轴离合器4组成，所述第一左输入轴2在前，第二左输入轴3在后，第一左输入轴2和第二左输入轴3均通过轴承支承在箱体1上，第一左输入轴2的前端向前伸出箱体1外，并与柴油机的输出端连接。第一、第二左输入轴2、3的轴线在一条直线上，该轴线与输出轴21的轴线平行，并且第一左输入轴2和第二左输入轴3之间通过左输入轴离合器4连接。

从图1、图2和图3可知，在第二左输入轴3上方偏右的位置设置左输出小齿轮6，该左输出小齿轮6为轴与齿轮成一体的整体式结构，左输出小齿轮6的轴线与输出轴21的轴线平行。所述左输出小齿轮6的轴通过轴承支承在箱体1上，左输出小齿轮6与输出大齿轮22相啮合。在左输出小齿轮6的轴上套装左换向被动齿轮7，该左换向被动齿轮7同时与左换向主动齿轮5和PTO齿轮9啮合。其中左换向主动齿轮5套装在第二左输入轴3上，而PTO齿轮9套装于左PTO输出轴8的中部。所述左PTO输出轴8位于第二左输入轴3的左上方，左PTO输出轴8的轴线与输出轴21的轴线平行，左PTO输出轴8的前、后部通过轴承支承在箱体1上，该左PTO输出轴8的前、后两端分别伸出箱体1的前、后壁，其中在左PTO输出轴8的前端安装CPP供油泵连接齿套10，该CPP供油泵连接齿套10可与CPP供油泵相连接；左PTO输出轴8的后端安装第二法兰盘11，该第二法兰盘11可与轴带发电机连接。

如图1、图2、图3所示，右输入轴总成由第一右输入轴12、第二右输入轴13和右输入轴离合器14组成，所述第一右输入轴12在前，第二右输入轴13在后，第一右输入轴12和第二右输入轴13均通过轴承支承在箱体1上，第一右输入轴12的前端向前伸出箱体1外，并与柴油机的输出端连接。第一、第二右输入轴12、13的轴线在一条直线上，该轴线与输出轴21的轴线平行，并且第一右输入轴12和第二右输入轴13之间通过右输入轴离合器14连接。

从图1、图2、图3可知，在第二右输入轴13上方偏左的位置设置右输出小齿轮16，该右输出小齿轮16为轴与齿轮成一体的整体式结构，并与左输出小齿轮6在同一高度上。右输出小齿轮16的轴线与输出轴21的轴线平行。所述右输出小齿轮16的轴通过轴承支承在箱体1上，右输出小齿轮16与输出大齿轮22相啮合。在右输出小齿轮16的轴上套装右换向被动齿轮17，该右换向被动齿轮17同时与右换向主动齿轮15和右PTO离合器18上的齿轮啮合。其中右换向主动齿轮15套装在第二右输入轴13上，而右PTO离合器18连接在第一右PTO输出轴19与第二右PTO输出轴20之间。所述第一右PTO输出轴19在前，第二右PTO输出轴20在后，第一右PTO输出轴19位于第二右输入轴13的右上方，并与左PTO输出轴8在同一高度上。所述第一、第二右PTO输出轴19、20均通过轴承支承在箱体1上，第一右PTO输出轴19和第二右PTO输出轴20两者的轴线在同一直线上，该轴线与与输出轴21的轴线平行。第二右PTO输出轴20的后端向后伸出箱体1外，且伸出部分固定有第三法兰盘24，该第三法兰盘24可与消防泵连接。

本发明中，左输入轴离合器4、右输入轴离合器14和右PTO离合器18均为现有技术，各自的结构在此不做赘述。第一左输入轴2和第一右输入轴12由对应的柴油机带动旋转，当左输入轴离合器4处于接合状态，而右输入轴离合器14处于分离状态时，第一右输入轴12空转，第一左输入轴2通过左输入轴离合器4带动第二左输入轴3旋转，第二左输入轴3通过左换向主动齿轮5带动左换向被动齿轮7和左输出小齿轮6反向转动。一方面左换向被动齿轮7通过PTO齿轮9带动左PTO输出轴8旋转，左PTO输出轴8前端的CPP供油泵连接齿套10将动力传动给CPP供油泵，驱动CPP供油泵工作，左PTO输出轴8后端的第二法兰盘11带动轴带发电机，使轴带发电机开始发电。另一方面，左输出小齿轮6通过输出大齿轮22带动输出轴21运转，由输出轴后端的第一法兰盘23向螺旋桨输出动力，可以达到左侧单机输出的目的。同时，输出大齿轮22带动右输出小齿轮16旋转，右输出小齿轮16再带动第二右输入轴13及右PTO离合器18的主动部分旋转，当右PTO离合器18处于分离时，第一右PTO输出轴19空转，而第二右PTO输出轴20静止不动，当右PTO离合器18处于接合时，第一右PTO输出轴19带动第二右PTO输出轴20旋转，使第三法兰盘24驱动消防泵工作。

同理，当左输入轴离合器4处于分离状态，而右输入轴离合器14处于接合状态时，第一左输入轴2空转，第一右输入轴12通过右输入轴离合器14带动第二右输入轴13旋转，第二右输入轴13通过右换向主动齿轮15带动右换向被动齿轮17和右输出小齿轮16反向转动。一方面右换向被动齿轮17带动右PTO离合器18的主动部分旋转，当右PTO离合器18处于分离时，第一右PTO输出轴19空转，而第二右PTO输出轴20静止不动，当右PTO离合器18处于接合时，第一右PTO输出轴19带动第二右PTO输出轴20旋转，使第三法兰盘24驱动消防泵工作。另一方面，右输出小齿轮16通过输出大齿轮22带动输出轴21运转，由输出轴后端的第一法兰盘23向螺旋桨输出动力，可以达到右侧单机输出的目的。同时，输出大齿轮22带动左输出小齿轮6旋转，左输出小齿轮6通过左换向被动齿轮7带动左换向主动齿轮5及PTO齿轮9转动，此时第二左输入轴3空转，而PTO齿轮9带动左PTO输出轴8旋转，左PTO输出轴8前端的CPP供油泵连接齿套10将动力传动给CPP供油泵，驱动CPP供油泵工作，左PTO输出轴8后端的第二法兰盘11带动轴带发电机，使轴带发电机开始发电。

当左输入轴离合器4和右输入轴离合器14均处于分离状态时，第一左输入轴2和第一右输入轴12均空转，各输出部分没有动力输出；当左输入轴离合器4和右输入轴离合器14均处于接合状态时，参照上面的描述，第一左输入轴2将动力传递给输出轴21及左PTO输出轴8，第一右输入轴12将动力传递给输出轴21及右PTO离合器18，由于第一左输入轴2和第一右输入轴12均有动力传递给输出轴21，从而实现了并车输出的目的。第三法兰盘24有无动力驱动消防泵视右PTO离合器18的状态而定。

终上所述，本发明中当左输入轴离合器4或/和右输入轴离合器14处于接合状态时，输出轴21即可传递功率给螺旋桨实现输出；并且左PTO输出轴8也可传递功率给CPP供油泵及轴带发电机实现输出。此时消防泵是否投入工作只需接合或脱开右PTO离合器18即可。

Claims (5)

1.一种双输入多输出并车离合船用齿轮箱，包括箱体、输入轴和输出轴，其特征在于：

A、所述输出轴(21)通过轴承支承在箱体(1)的中部，在输出轴(21)的前部套装输出大齿轮(22)，输出轴(21)的后端向后伸出箱体(1)的后壁，且伸出部分固定有第一法兰盘(23)；

B、在所述输出轴(21)的两侧对称设置左、右输入轴总成，其中左输入轴总成由第一左输入轴(2)、第二左输入轴(3)和左输入轴离合器(4)组成，所述第一左输入轴(2)的前端向前伸出箱体(1)外，第一左输入轴(2)和第二左输入轴(3)均通过轴承支承在箱体(1)上，两者的轴线在一条直线上，并且两者之间通过左输入轴离合器(4)连接；

C、在第二左输入轴(3)上套装左换向主动齿轮(5)，该左换向主动齿轮(5)与左输出小齿轮(6)轴上的左换向被动齿轮(7)啮合，所述左输出小齿轮(6)的轴通过轴承支承在箱体(1)上，左输出小齿轮(6)与输出大齿轮(22)相啮合；

D、所述左换向被动齿轮(7)还与左PTO输出轴(8)上的PTO齿轮(9)啮合，左PTO输出轴(8)通过轴承支承在箱体(1)上，该左PTO输出轴(8)的前、后两端分别伸出箱体(1)的前、后壁，其中在左PTO输出轴(8)的前端安装CPP供油泵连接齿套(10)，左PTO输出轴(8)的后端设置第二法兰盘(11)；

E、所述右输入轴总成由第一右输入轴(12)、第二右输入轴(13)和右输入轴离合器(14)组成，其中第一右输入轴(12)的前端向前伸出箱体(1)外，第一右输入轴(12)和第二右输入轴(13)均通过轴承支承在箱体(1)上，两者的轴线在一条直线上，并且两者之间通过右输入轴离合器(14)连接；

F、在第二右输入轴(13)上套装右换向主动齿轮(15)，该右换向主动齿轮(15)与右输出小齿轮(16)轴上的右换向被动齿轮(17)啮合，所述右输出小齿轮(16)的轴通过轴承支承在箱体(1)上，右输出小齿轮(16)与输出大齿轮(22)相啮合；

G、所述右换向被动齿轮(17)还与右PTO离合器(18)上的齿轮啮合，右PTO离合器(18)连接在第一右PTO输出轴(19)与第二右PTO输出轴(20)之间，所述第一、第二右PTO输出轴(19、20)均通过轴承支承在箱体(1)上，第二右PTO输出轴(20)的后端向后伸出箱体(1)外，且伸出部分设置有第三法兰盘(24)。

2.根据权利要求1所述的双输入多输出并车离合船用齿轮箱，其特征在于：所述左PTO输出轴(8)位于第二左输入轴(3)的左上方，左输出小齿轮(6)位于第二左输入轴(3)上方偏右的位置。

3.根据权利要求1或2所述的双输入多输出并车离合船用齿轮箱，其特征在于：所述左输出小齿轮(6)为轴与齿轮成一体的整体式结构。

4.根据权利要求1所述的双输入多输出并车离合船用齿轮箱，其特征在于：所述第一右PTO输出轴(19)位于第二右输入轴(13)的右上方，右输出小齿轮(16)位于第二右输入轴(13)上方偏左的位置。

5.根据权利要求1或4所述的双输入多输出并车离合船用齿轮箱，其特征在于：所述右输出小齿轮(16)为轴与齿轮成一体的整体式结构。

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