CN102943858A - 一种高速船舶用齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速船舶用齿轮箱，包括：输入轴，第一离合器壳体，固定连接于所述第一离合器壳体的输入主动齿轮，与输入主动齿轮相啮合的一级从动齿轮，倒车轴，第二离合器壳体，固定连接于第二离合器壳体的倒车主动齿轮，与一级从动齿轮传动连接的输出轴。如此设置，本发明提供的齿轮箱，通过改进现有离合器部件的设计和扩大减速比范围，从而能够满足大功率、高转速、承载能力强、重量轻、减速比范围大的高速船舶用动力传动装置的要求。

Description

一种高速船舶用齿轮箱

技术领域

本发明涉及动力传动技术领域，更具体的涉及一种高速船舶用齿轮箱。

背景技术

齿轮箱是各种公务执法艇、游艇、客船等高速船舶的重要动力传动装置，随着高速船舶技术的快速发展，为了达到一定的航行速度，一般都配置了较大功率的高速柴油机，对齿轮箱的承载能力、可靠性以及体积重量提出了越来越高的要求。

现有技术中，高速船舶用齿轮箱主要包括箱体部件、输入轴部件、倒车轴部件、输出轴部件及液压控制部件等，多采用一级减速，由四轴五齿轮组成传动系。下面将针对现有技术中的一种高速船舶用齿轮箱进行详细介绍。

请参考图1，图1为现有技术中的一种船用齿轮箱传动结构示意图。

现有技术中的高速船舶用齿轮箱包括输入轴01、与输入轴01相连接的第一离合器壳体02、正车齿轮轴03、与正车齿轮轴03连接的第一离合器摩擦片座04、设置于正车齿轮轴03上的正车主动齿轮05、输出轴06及设置于输出轴06的输出从动齿轮07，其中输入主动齿轮05与输出从动齿轮07相啮合，第一离合器壳体02上设有对偶片，第一离合器摩擦片座04上设有摩擦片，当对偶片与摩擦片相贴合时，输入轴01将动力输送给正车齿轮轴03。

当船舶正向前进时，第一离合器壳体02上的对偶片和第一离合器摩擦片座04上的摩擦片贴合，进而使得输入轴01的动力输入至正车齿轮轴03，正车齿轮轴03通过相啮合的正车主动齿轮05与输出从动齿轮07将动力传输至输出轴06，进而实现了船舶的前进。

现有技术中的高速船舶用齿轮箱还包括倒车轴08和倒车齿轮轴09，其中倒车轴08上设有第二离合器壳体010，倒车齿轮轴09的端部套设有第二离合器摩擦片座011，第二离合器壳体010和第一离合器壳体02通过设置于二者外周的齿轮相啮合，倒车齿轮轴09上还套设有倒车主动齿轮012，倒车主动齿轮012与输出从动齿轮07相啮合。

当船舶倒车时，输入轴01带动第一离合器壳体02转动，第一离合器壳体02与第二离合器壳体010外周设置的齿轮相啮合，第二离合器壳体010上的对偶片与第二离合器摩擦片座011上的摩擦片相贴合，进而带动倒车齿轮轴09转动，倒车齿轮轴09通过相啮合的倒车主动齿轮012和输出从动齿轮07将动力传递给输出轴06，进而实现了船舶的倒车功能。

然而，现有技术中的高速船舶用齿轮箱离合器部件的设计使得输入轴01与正车轴03处于同一轴线前、后位置上，以及倒车轴08与倒车齿轮轴09也处于同一轴线前、后位置上，进而导致齿轮箱轴向尺寸较大、箱体结构复杂及箱体体积较大，同时，内部传动部件用支承轴承较多，造成齿轮箱的重量较大，制造成本较高，后期维护和检修不方便。

此外，现有技术中的高速船舶用齿轮箱，多为一级减速，动力传动系统的减速比范围较小，能够匹配的柴油机功率和转速范围小。

因此，如何解决现有技术中高速船舶用齿轮箱体积和重量较大，制造成本高以及后期维护检修不方便的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速船舶用齿轮箱，其体积和重量较小，制造成本低以及后期维护检修方便。本发明提供的齿轮箱，包括：

输入轴，所述输入轴固定设有第一离合器摩擦片座和换向主动齿轮；

第一离合器壳体，所述第一离合器壳体的对偶片与所述第一离合器摩擦片座的摩擦片相配合；

固定连接于所述第一离合器壳体的输入主动齿轮，且所述输入主动齿轮通过第一承磨套空套于所述输入轴上；

与所述输入主动齿轮相啮合的一级从动齿轮；

倒车轴，所述倒车轴固定设有与所述换向主动齿轮相啮合的换向从动齿轮和第二离合器摩擦片座；

第二离合器壳体，所述第二离合器壳体的对偶片与所述第二离合器摩擦片座的摩擦片相配合；

固定连接于所述第二离合器壳体的倒车主动齿轮，所述倒车主动齿轮通过第二承磨套空套于所述倒车轴上，所述倒车主动齿轮与所述一级从动齿轮相啮合；

与所述一级从动齿轮传动连接的输出轴。

优选地，还包括一级传动轴，所述一级从动齿轮设置于所述一级传动轴，且所述一级传动轴上设有二级主动齿轮，所述输出轴设有与所述二级主动齿轮相啮合的二级从动齿轮。

优选地，还包括：

第一离合器活塞，所述第一离合器活塞在工作油的推动下，使所述第一离合器壳体的对偶片与所述第一离合器摩擦片座的摩擦片相贴合；

第二离合器活塞，所述第二离合器活塞在工作油的推动下，使所述第二离合器壳体的对偶片与所述第二离合器摩擦片座的摩擦片相贴合；

控制所述第一离合器活塞和所述第二离合器活塞动作的液压控制装置。

优选地，所述输入轴的端部设有用于与输入联轴器相连接的输入法兰。

优选地，所述输出轴的端部设有用于与输出联轴器相连接的输出法兰。

优选地，所述输入主动齿轮通过花键与所述第一离合器壳体固定连接。

优选地，所述倒车主动齿轮通过花键固定连接于所述第二离合器壳体。

与现有技术相比，当液压控制装置处于“正车”位置时，第一离合器壳体的对偶片和第一离合器摩擦片座的摩擦片相贴合，第二离合器壳体的对偶片和第二离合器摩擦片座的摩擦片相分离，输入轴带动第一离合器壳体同步转动，输入主动齿轮固定连接于第一离合器壳体，故第一离合器壳体可带动输入主动齿轮转动，输入主动齿轮将动力传输至一级从动齿轮，一级从动齿轮将动力输送至输出轴，进而实现船舶的前进。当液压控制装置处于“倒车”位置时，第一离合器壳体的对偶片和第一离合器摩擦片座的摩擦片相分离，第二离合器壳体的对偶片和第二离合器摩擦片座的摩擦片相贴合，输入轴通过相啮合的换向主动齿轮和换向从动齿轮将动力传至倒车轴，倒车轴带动第二离合器摩擦片座转动，由于第二离合器壳体的对偶片与第二离合器摩擦片座的摩擦片相贴合，且倒车主动齿轮固定连接于第二离合器壳体，故倒车轴可将动力传递至倒车主动齿轮，倒车主动齿轮与一级从动齿轮相啮合，从而实现带动一级从动齿轮转动，一级从动齿轮带动输出轴转动，进而实现了船舶的倒车。当液压控制装置处于“空车”位置时，输入轴通过相啮合的换向主动齿轮和换向从动齿轮带动倒车轴空转，动力不能传递至输入主动齿轮或倒车主动齿轮、一级从动齿轮、输出轴，进而船舶停止。显然，本发明提供的齿轮箱，通过对离合器部件设计的改进，不用设置现有技术中的正车齿轮轴和倒车齿轮轴，即可实现船舶的前进和倒车，避免了现有技术中，由于输入轴与正车齿轮轴处于同一轴线前、后位置上，以及倒车轴与倒车齿轮轴也处于同一轴线前、后位置上，从而导致的轴向尺寸较大、箱体结构复杂及箱体体积较大的问题。同时，本发明提供的齿轮箱内省去了现有技术中的正车齿轮轴和倒车齿轮轴，另外，内部传动部件用支承轴承数量减少，因此，齿轮箱体积小、重量轻，进而降低了制造成本，后期维护和检修方便。

本发明的优选方案中，还包括一级传动轴，所述一级从动齿轮设置于所述一级传动轴，且所述一级传动轴上设有二级主动齿轮，所述输出轴设有与所述二级主动齿轮相啮合的二级从动齿轮。如此设置，一级从动齿轮带动一级传动轴转动，从而带动二级主动齿轮转动，二级主动齿轮与二级从动齿轮相啮合，进而带动输出轴转动，如此，本发明提供的齿轮箱为二级减速齿轮箱，动力传动系统的减速比范围大。

附图说明

图1为现有技术中的一种高速船舶用齿轮箱传动结构示意图；

图2为本发明具体实施方式中的齿轮箱传动结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中的齿轮箱外部示意图；

图1中：

输入轴01、第一离合器壳体02、正车齿轮轴03、第一离合器摩擦片座04、正车主动齿轮05、输出轴06、输出从动齿轮07、倒车轴08、倒车齿轮轴09、第二离合器壳体010、第二离合器摩擦片座011、倒车主动齿轮012；

图2-图3中：

输入轴11、第一离合器摩擦片座12、换向主动齿轮13、第一离合器壳体14、输入主动齿轮15、一级从动齿轮16、倒车轴17、换向从动齿轮18、第二离合器摩擦片座19、第二离合器壳体20、倒车主动齿轮21、输出轴22、一级传动轴23、二级主动齿轮24、二级从动齿轮25、第一离合器活塞26、第二离合器活塞27、输入法兰28、输出法兰29、液压控制装置30、第一承磨套31、第二承磨套32。

具体实施方式

本具体实施方式提供了一种高速船舶用齿轮箱，通过改进现有离合器部件的设计和扩大减速比范围，从而能够满足大功率、高转速、承载能力强、重量轻、减速比范围大的高速船舶用动力传动装置的要求。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2和图3，图2为本发明具体实施方式中的齿轮箱传动结构示意图；图3为本发明具体实施方式中的齿轮箱外部示意图。

本具体实施方式所提供的齿轮箱，包括：

输入轴11，输入轴11固定设有第一离合器摩擦片座12和换向主动齿轮13；

第一离合器壳体14，第一离合器壳体14的对偶片与第一离合器摩擦片座12的摩擦片相配合；

固定连接于第一离合器壳体14的输入主动齿轮15；

与输入主动齿轮15相啮合的一级从动齿轮16；

倒车轴17，倒车轴17固定设有与换向主动齿轮13相啮合的换向从动齿轮18和第二离合器摩擦片座19；

第二离合器壳体20，第二离合器壳体20的对偶片与第二离合器摩擦片座19的摩擦片相配合；

固定连接于第二离合器壳体20的倒车主动齿轮21，倒车主动齿轮21与一级从动齿轮16相啮合；

输入主动齿轮15空套于输入轴11上，并由第一承磨套31支承。

倒车主动齿轮21空套于倒车轴17上，并由第二承磨套32支承。

与一级从动齿轮16传动连接的输出轴22。

如此设置，船舶进行前进时，第一离合器壳体14的对偶片和第一离合器摩擦片座12的摩擦片相贴合，第二离合器壳体20的对偶片和第二离合器摩擦片座19的摩擦片相分离，输入轴11带动第一离合器壳体14同步转动，输入主动齿轮15固定连接于第一离合器壳体14，故第一离合器壳体14可带动输入主动齿轮15转动，输入主动齿轮15将动力传输至一级从动齿轮16，一级从动齿轮16将动力输送至输出轴22，进而实现船舶的前进。

船舶进行倒车时，第一离合器壳体14的对偶片和第一离合器摩擦片座12的摩擦片相分离，第二离合器壳体20的对偶片和第二离合器摩擦片座19的摩擦片相贴合，输入轴11通过相啮合的换向主动齿轮13和换向从动齿轮18将动力传至倒车轴17，倒车轴17带动第二离合器摩擦片座19转动，由于第二离合器壳体20的对偶片与第二离合器摩擦片座19的摩擦片相贴合，且倒车主动齿轮21固定连接于第二离合器壳体20，故倒车轴17可将动力传递至倒车主动齿轮21，倒车主动齿轮21与一级从动齿轮16相啮合，从而实现带动一级从动齿轮16转动，一级从动齿轮16带动输出轴22转动，进而实现了船舶的倒车。

显然，本具体实施方式所提供的齿轮箱，通过对离合器部件设计的改进，不用设置现有技术中的正车齿轮轴和倒车齿轮轴，即可实现船舶的前进和倒车，避免了现有技术中因为输入轴与正车齿轮轴处于同一轴线前、后位置上，以及倒车轴与倒车齿轮轴也处于同一轴线前、后位置上，而导致的轴向尺寸较大、箱体结构复杂及箱体体积较大的问题。

同时，本具体实施方式所提供的齿轮箱省去了现有技术中的正车齿轮轴和倒车齿轮轴，另外，内部传动部件用支承轴承数量减少，因此，齿轮箱体积小、重量轻，进而降低了制造成本，后期维护和检修方便。

本具体实施方式的优选方案中，还包括一级传动轴23，一级从动齿轮16设置于一级传动轴23，且一级传动轴23上设有二级主动齿轮24，输出轴22设有与二级主动齿轮24相啮合的二级从动齿轮25。

如此设置，一级从动齿轮16带动一级传动轴23转动，从而带动二级主动齿轮24转动，二级主动齿轮24与二级从动齿轮25相啮合，进而带动输出轴22转动，如此，本具体实施方式所提供的齿轮箱为二级减速齿轮箱，动力传动系统的减速比范围较大。

当然，本具体实施方式所提供的齿轮箱也可依据上述的设置方式设置为三级齿轮传动箱或四级齿轮传动箱等，由于其设置原理与上述相似，故本文不再赘述。

需要说明的是，本具体实施方式所提供的驱动第一离合器壳体14的对偶片与第一离合器摩擦片座12的摩擦片相贴合的驱动装置可具体为第一离合器活塞26，当工作油被导入到第一离合器活塞26中，推动第一离合器活塞26动作，使第一离合器壳体14的对偶片与第一离合器摩擦片座12的摩擦片相贴合。

同样，驱动第二离合器壳体20的对偶片与第二离合器摩擦片座19的摩擦片相贴合的驱动装置可具体为第二离合器活塞27，当工作油被导入到第二离合器活塞27中，推动第一离合器活塞27动作，使第二离合器壳体20的对偶片与第二离合器摩擦片座19的摩擦片相贴合。

采用第一离合器活塞26和第二离合器活塞27时，还需要设置控制第一离合器活塞26和第二离合器活塞27的液压控制装置30，由于本领域技术人员基于现有技术，完全可实现对第一离合器活塞26和第二离合器活塞27的控制，故本文不再赘述。

需要说明的是，本具体实施方式中输入轴11的端部可设有用于与输入联轴器相连接的输入法兰28，输出轴22的端部可设有用于与输出联轴器相连接的输出法兰29。

如此设置，通过法兰连接可以可靠地将输入轴11和输出轴22分别与输入联轴器和输出联轴器连接在一起。

此外，本具体实施方式中，输入主动齿轮15通过可以花键与第一离合器壳体14固定连接，倒车主动齿轮21也可以通过花键固定连接于第二离合器壳体20。如此实现了输入主动齿轮15与第一离合器壳体14的可靠连接及倒车主动齿轮21与第二离合器壳体20的可靠连接。

以上对本发明所提供的一种高速船舶用齿轮箱进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高速船舶用齿轮箱，其特征在于，包括：

输入轴，所述输入轴固定设有第一离合器摩擦片座和换向主动齿轮；

第一离合器壳体，所述第一离合器壳体的对偶片与所述第一离合器摩擦片座的摩擦片相配合；

固定连接于所述第一离合器壳体的输入主动齿轮，且所述输入主动齿轮通过第一承磨套空套于所述输入轴上；

与所述输入主动齿轮相啮合的一级从动齿轮；

倒车轴，所述倒车轴固定设有与所述换向主动齿轮相啮合的换向从动齿轮和第二离合器摩擦片座；

第二离合器壳体，所述第二离合器壳体的对偶片与所述第二离合器摩擦片座的摩擦片相配合；

固定连接于所述第二离合器壳体的倒车主动齿轮，所述倒车主动齿轮通过第二承磨套空套于所述倒车轴上，所述倒车主动齿轮与所述一级从动齿轮相啮合；

与所述一级从动齿轮传动连接的输出轴。

2.如权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，还包括一级传动轴，所述一级从动齿轮设置于所述一级传动轴，且所述一级传动轴上设有二级主动齿轮，所述输出轴设有与所述二级主动齿轮相啮合的二级从动齿轮。

3.如权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，还包括：

第一离合器活塞，所述第一离合器活塞在工作油的推动下使所述第一离合器壳体的对偶片与所述第一离合器摩擦片座的摩擦片相贴合；

第二离合器活塞，所述第二离合器活塞在工作油的推动下使所述第二离合器壳体的对偶片与所述第二离合器摩擦片座的摩擦片相贴合；

控制所述第一离合器活塞和所述第二离合器活塞动作的液压控制装置。

4.如权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，所述输入轴的端部设有用于与输入联轴器相连接的输入法兰。

5.如权利要求4所述的齿轮箱，其特征在于，所述输出轴的端部设有用于与输出联轴器相连接的输出法兰。

6.如权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于，所述输入主动齿轮通过花键与所述第一离合器壳体固定连接。

7.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，所述倒车主动齿轮通过花键固定连接于所述第二离合器壳体。

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