CN102673764B - 一种船用联合动力齿轮传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用联合动力齿轮传动系统，包括动力输入离合器I、行星排间离合器II、跨接行星排、复式行星排、输出齿轮、箱体；动力输入离合器I将动力传递到跨接行星排和/或复式行星排上，跨接行星排和复式行星排通过行星排间离合器II连接，可实现功率在复式行星排上的合流，输出齿轮一端与复式行星排啮合，另一端与螺旋桨轴连接，将动力输出到螺旋桨；跨接行星排、复式行星排、输出齿轮通过轴承支撑在箱体上。本发明是一种新型船用联合动力齿轮传动系统，具有燃油经济性好、生命力高、可靠性高、机动性强和噪声低的优点。

Description

一种船用联合动力齿轮传动系统
技术领域
本发明涉及一种船用联合动力齿轮传动系统。
背景技术
随着我国经济发展水平的不断提高和海外经济利益的扩大，对于大型舰船的需求日益增大。大型舰船在执行任务中的机动性、续航能力和隐蔽性要求日益严格，海监船只、豪华游轮和大型邮轮对动力系统的动力性能和环保性能要求也越来越高。为了满足对舰船日益提高的性能要求，各主要发达国家对舰船行业投入了大量科技研发力量。目前，世界先进的舰船技术主要集中在少数几个国家，如美国、德国、俄罗斯、英国等。
自20世纪以来，舰船动力设备技术从单一的柴油机、汽轮机或燃气轮机发展到柴燃、燃电等联合动力系统，如CODAD、CODAG、CODELAG等。近10多年来，国外在舰船柴油机、燃气轮机、动力传动装置和综合电力系统四个领域技术发展迅速。传动系统除单机使用的传动装置外，大量使用了联合动力传动装置，主要以柴油机和燃气轮机为原动机的联合动力传动装置，此外，还发展了柴油机或燃气轮机和电力系统组成的联合动力传动装置，功率从几兆瓦到上百兆瓦。
随着舰船向高机动性、低油耗和隐蔽性方向发展，需要在设计上发展新的理念，使得大型舰船的齿轮传动系统具有多余度合流与分流能力，以适应我国舰船行业的发展，也才能赶超舰船技术发达国家的水平，对我国大型舰船技术的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提出一种具有多余度功率分流和合流能力的船用联合动力齿轮传动系统。
为达到上述目的，本发明采取如下技术方案。
本发明的船用联合动力齿轮传动系统，包括动力输入离合器I、行星排间离合器II、跨接行星排、复式行星排、输出齿轮、箱体；动力输入离合器I将动力传递到跨接行星排和/或复式行星排上，跨接行星排和复式行星排通过行星排间离合器II连接，可实现功率在复式行星排上的合流，输出齿轮一端与复式行星排啮合，另一端与螺旋桨轴连接，将动力输出到螺旋桨；跨接行星排、复式行星排、输出齿轮通过轴承支撑在箱体上。
在上述船用联合动力齿轮传动系统基础上，再增加至少一组跨接行星排、行星排间离合器II、复式行星排和输出齿轮，通过跨接齿轮将相邻的跨接行星排连接，跨接齿轮通过轴承支撑在箱体上，能够实现功率在跨接行星排间的分流，增加动力输入源和输出源，满足更多动力联合和输出。
所述的跨接齿轮或输出齿轮为双斜齿轮。
所述的动力输入离合器I或行星排间离合器II为SSS型离合器或摩擦式离合器。
所述的跨接行星排包括太阳轮I、行星轮I、行星架I和跨接齿圈；动力输入离合器I与跨接行星排的太阳轮I连接，行星轮I由行星架I支撑，并连接太阳轮I和跨接齿圈，行星架I与箱体固定连接，跨接齿圈通过行星排间离合器II与复式行星排的行星架II连接。
所述跨接齿圈的内孔和外圆均为双斜齿轮，太阳轮I、行星轮I均为双斜齿轮。
所述的复式行星排包括太阳轮II、长行星轮II、短行星轮III、行星架II、大齿圈、小齿圈、离合器III和离合器IV；行星架II通过行星排间离合器II与跨接齿圈连接，行星架II支撑长行星轮II和短行星轮III，并通过齿轮与输出齿轮连接，短行星轮III连接长行星轮II和大齿圈，长行星轮II连接太阳轮II和小齿圈，大齿圈和小齿圈分别通过离合器III和离合器IV与箱体连接。
所述太阳轮II、短行星轮III、大齿圈、小齿圈均为双斜齿轮，长行星轮II为双排双斜齿轮，行星架II输出端为双斜齿轮，离合器III或离合器IV为湿式或干式摩擦离合器。
所述船用联合动力齿轮传动系统还可以包括控制单元，控制单元根据船的操纵指令控制各个离合器的分离和接合，实现多动力联合的功率分流和合流，满足不同工况。
所述输出齿轮至少有两个，以便能够增加动力输出的数量。
本发明具有如下优点：
1、由于采用跨接行星排和复式行星排，与以前采用的船用联合动力定轴齿轮传动系统相比可以大大减小船用联合动力齿轮传动系统的体积和重量小；
2、由于行星排本身具有功率分流功能，承载能力大，此外，各齿轮均为斜齿轮，承载能力较直齿轮大，因此，采用跨接行星排和复式行星排后，船用联合动力齿轮传动系统的承载能力大；
3、各个齿轮均采用双斜齿轮形式，啮合齿轮的重合度高，系统振动和噪声水平低；
4、采用跨接行星排、复式行星排和跨接齿轮可实现任意动力输入和任意动力输出，可根据不同工况选择不同的动力输入和输出，具有功率合流和分流能力，船的燃油经济性好，并且由于为多余度设计，任何部件的失效不会影响船体的运行，大大提高船体的生命力和可靠性；
5、采用模块化设计，便于系统扩展，可满足不同动力联合和多输出驱动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为双斜齿轮示意图。
图3为跨接齿圈示意图。
其中，1、燃气轮机或柴油机I；1’、燃气轮机或柴油机II；2动力输入离合器I；2’、动力输入离合器V；3跨接行星排；3.1太阳轮I；3.2行星架I；3.3行星轮I；3.4跨接齿圈；4行星排间离合器II；5复式行星排；5.1离合器III；5.1’离合器IV；5.2大齿圈；5.3短行星轮III；5.4小齿圈；5.5长行星轮II；5.6行星架II；5.7太阳轮II；6箱体；7输出齿轮I；7’输出齿轮II；8螺旋桨轴I；8’螺旋桨轴II；9跨接齿轮；A为实施例1的船用联合动力齿轮传动系统。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
图1中，本发明的燃气轮机或柴油机I1通过动力输入离合器I 2与跨接行星排3的太阳轮I3.1连接，行星轮I3.3由行星架I3.2支撑，并连接太阳轮I3.1和跨接齿圈3.4，行星架I3.2与箱体6固定连接，跨接齿圈3.4通过行星排间离合器II4与复式行星排5的行星架II5.6连接，行星架II5.6支撑长行星轮II5.5和短行星轮III5.3，并通过行星架II上的齿轮与输出齿轮I7连接，短行星轮III5.3连接长行星轮II5.5和大齿圈5.2，长行星轮II5.5连接太阳轮II5.7和小齿圈5.4，大齿圈5.2和小齿圈5.4分别通过离合器III5.1和离合器IV5.1’与箱体6连接，
燃气轮机或柴油机II1’通过动力输入离合器V2’与太阳轮II5.7连接，输出齿轮I7与螺旋桨轴II8连接；另一个输出齿轮II7’与螺旋桨轴II8’连接，来增加系统的输出。
实施例2：
在实施例1基础上，通过跨接齿轮9再增加一个实施例1的结构A，可扩展为多个输入多个输出结构，增加了系统的生命力和可靠性。

Claims (8)

1.一种船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，包括动力输入离合器I、行星排间离合器II、跨接行星排、复式行星排、输出齿轮、箱体；动力输入离合器I将动力传递到跨接行星排和/或复式行星排上，跨接行星排和复式行星排通过行星排间离合器II连接，可实现功率在复式行星排上的合流，输出齿轮一端与复式行星排啮合，另一端与螺旋桨轴连接，将动力输出到螺旋桨；跨接行星排、复式行星排、输出齿轮通过轴承支撑在箱体上；
所述的跨接行星排包括太阳轮I、行星轮I、行星架I和跨接齿圈；动力输入离合器I与跨接行星排的太阳轮I连接，行星轮I由行星架I支撑，并连接太阳轮I和跨接齿圈，行星架I与箱体固定连接，跨接齿圈通过行星排间离合器II与复式行星排的行星架II连接；
所述的复式行星排包括太阳轮II、长行星轮II、短行星轮III、行星架II、大齿圈、小齿圈、离合器III和离合器IV；行星架II通过行星排间离合器II与跨接齿圈连接，行星架II支撑长行星轮II和短行星轮III，并通过齿轮与输出齿轮连接，短行星轮III连接长行星轮II和大齿圈，长行星轮II连接太阳轮II和小齿圈，大齿圈和小齿圈分别通过离合器III和离合器IV与箱体连接。
2.如权利要求1所述的船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，在上述船用联合动力齿轮传动系统基础上，再增加至少一组跨接行星排、行星排间离合器II、复式行星排和输出齿轮，通过跨接齿轮将相邻的跨接行星排连接，能够实现功率在跨接行星排间的分流，跨接齿轮通过轴承支撑在箱体上。
3.如权利要求2所述的船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，所述的跨接齿轮或输出齿轮为双斜齿轮。
4.如权利要求1所述的船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，所述的动力输入离合器I或行星排间离合器II为SSS型离合器或摩擦式离合器。
5.如权利要求1所述的船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，所述跨接齿圈的内孔和外圆均为双斜齿轮，太阳轮I、行星轮I均为双斜齿轮。
6.如权利要求1所述的船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，所述太阳轮II、短行星轮III、大齿圈、小齿圈均为双斜齿轮，长行星轮II为双排双斜齿轮，行星架II输出端为双斜齿轮，离合器III或离合器IV为湿式或干式摩擦离合器。
7.如权利要求1所述的船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，所述船用联合动力齿轮传动系统还包括控制单元，控制单元根据船的操纵指令控制各个离合器的分离和接合，实现多动力联合的功率分流和合流。
8.如权利要求1所述的船用联合动力齿轮传动系统，其特征是，所述输出齿轮至少有两个。
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