CN110345204A - 半滑差离合器齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于齿轮箱技术领域，提供了半滑差离合器齿轮箱，通过设置相互传动连接的输入轴、第一中间轴和第二中间轴、第一中间轴的一端通过一个半滑差离合器连接一个第一外壳齿轮，输入轴的一端通过一个第一离合器连接一个第二外壳齿轮，第二外壳齿轮还固定连接一个输出轴，第二中间轴的一端通过一个第二离合器固定连接一个第三外壳齿轮，且第一外壳齿轮、第二外壳齿轮和第三外壳齿轮相互啮合，从而能够分别通过多路线传动，避免了使用超大规格滑差离合器带来的散热量大和操纵性差的难题，通过采用各自独立的传动路线，提高了系统的安全冗余度，即使有某一条传动路线失效，仍可保证系统继续工作。

Description

半滑差离合器齿轮箱
技术领域
本发明属于齿轮箱的技术领域，尤其涉及半滑差离合器齿轮箱。
背景技术
目前市场上，相比于调距桨全回转推进系统，定距桨全回转具有可靠性高、效率高、成本低的优势，但其操纵性能不如调距桨。
一方面，以中、高速柴油机为原动机的全回转推进系统，在柴油机怠转转速以下无法工作，这使得定距桨全回转无法实现低转速运行，从而使得船舶的低速航行工况受限。通常的解决办法是采用半滑差离合器实现无级变速，以获得极低的输出转速。目前国外半滑差离合器最大传递功率可以做到3000kW。但是随着船舶推进功率的增大，半滑差离合器的最大发热量也迅速增加，其尺寸也迅速增大，而大尺寸的半滑差离合器并不适用于精确地、灵敏地控制输出转速和扭矩，最大扭矩工况下的可靠性和低输出转速下的操控性，成为不可调和的矛盾。因此在大功率船舶推进系统中如何既保证大扭矩工况、又保证低航速工况，成为亟待解决的课题。
另一方面，定距桨桨叶最优设计点只有一个，船舶航行时的最高航速和系柱工况下的最大推力，是两个不同的设计点，对定距桨而言难以兼顾。
发明内容
本发明提供半滑差离合器齿轮箱，旨在解决定距桨全回转推进系统额定扭矩高、低速操控性要求高、可靠性要求高，以及对航速和系柱拉力有多工况要求的问题。
本发明是这样实现的，半滑差离合器齿轮箱，包括箱体、输入轴、输入齿轮、第一中间齿轮、第一中间轴、半滑差离合器、第一外壳齿轮、第二外壳齿轮、输出轴、第一离合器、第二中间齿轮、第二中间轴、第二离合器、第三外壳齿轮和联轴；
所述箱体的中部贯穿所述输入轴，在输入轴上沿长度方向依次套接有输入齿轮和第二外壳齿轮，前述第二外壳齿轮远离输入轴的一侧壁固定连接输出轴的一端，输出轴的另一端穿出箱体的侧壁，第二外壳齿轮和输入轴之间设置第一离合器；
所述输入轴的两侧分别设置有第一中间轴和第二中间轴，第一中间轴和第二中间轴均转动连接所述箱体；
其中，第一中间轴上沿长度方向依次套接有第一中间齿轮和第一外壳齿轮，前述第一中间齿轮与输入齿轮啮合，前述第一外壳齿轮与第二外壳齿轮啮合，所述第一外壳齿轮和第一中间轴之间设有半滑差离合器，前述第一外壳齿轮通过一个联轴转动连接所述箱体；
第二中间轴上沿长度方向依次套接有第二中间齿轮和第三外壳齿轮，前述第二中间齿轮和输入齿轮啮合，前述第三外壳齿轮和第二外壳齿轮啮合，所述第三外壳齿轮和第二中间轴之间设有第二离合器，所述第三外壳齿轮通过另一个联轴转动连接所述箱体。
本发明还提供优选的，所述第二外壳齿轮的内部设置第一离合器，所述第二外壳齿轮通过所述第一离合器固定连接所述输入轴，所述第一离合器套设在所述输入轴的一端。
本发明还提供优选的，所述第三外壳齿轮的内部设置有所述第二离合器，所述第三外壳齿轮通过所述第二离合器固定连接所述第二中间轴。
本发明还提供优选的，所述输入轴、第一中间轴、输出轴、第二中间轴和联轴均通过轴承连接所述箱体。
本发明还提供优选的，所述第一离合器和所述第二离合器均采用液压离合器。
本发明还提供优选的，两个联轴均通过多个固定螺栓分别连接对应的第一外壳齿轮和第三外壳齿轮。
本发明还提供优选的，所述输入齿轮、第一中间齿轮、第一外壳齿轮、第二外壳齿轮、第二中间齿轮和所述第三外壳齿轮均为斜齿齿轮。
本发明还提供优选的，所述输入轴的内部轴向开设有润滑通道，所述输入轴的径向开设有多个间隔分布且连通前述润滑通道的进油孔。
本发明还提供优选的，所述的输出轴穿出箱体的端部装有输出法兰。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的半滑差离合器齿轮箱，通过设置相互传动连接的输入轴、第一中间轴和第二中间轴、第一中间轴的一端通过一个半滑差离合器连接一个第一外壳齿轮，输入轴的一端通过一个第一离合器连接一个第二外壳齿轮，第二外壳齿轮还固定连接一个输出轴，第二中间轴的一端通过一个第二离合器固定连接一个第三外壳齿轮，且第一外壳齿轮、第二外壳齿轮和第三外壳齿轮相互啮合，从而能够分别通过多路线传动，使半滑差离合器在大功率船舶上也可以应用，避免了使用超大规格滑差离合器带来的散热量大和操纵性差的难题，通过采用各自独立的传动路线，提高了系统的安全冗余度，即使有某一条传动路线失效，仍可保证系统继续工作。
附图说明
图1为本发明的整体的剖视图。
图中：1-箱体、2-输入轴、3-输入齿轮、4-第一中间齿轮、5-第一中间轴、6-半滑差离合器、7-第一外壳齿轮、8-第二外壳齿轮、9-输出轴、10-输出法兰、11-第一离合器、12-第二中间齿轮、13-第二中间轴、14-第二离合器、15-第三外壳齿轮、16-联轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：半滑差离合器齿轮箱，包括箱体1、输入轴2、输入齿轮3、第一中间齿轮4、第一中间轴5、半滑差离合器6、第一外壳齿轮7、第二外壳齿轮8、输出轴9、输出法兰10、第一离合器11、第二中间齿轮12、第二中间轴13、第二离合器14、第三外壳齿轮15和联轴16。
箱体1的中部贯穿一个输入轴2，输入轴2上沿长度方向依次套接有输入齿轮3和第二外壳齿轮8，第二外壳齿轮8的一侧壁固定连接输出轴9，输出轴9的一端穿过箱体1的侧壁，第二外壳齿轮8的内部设置第一离合器11，第二外壳齿轮8通过第一离合器11固定连接输入轴2，第一离合器11套设在输入轴2的一端，输入轴2的两侧分别设置有第一中间轴5和第二中间轴13，第一中间轴5和第二中间轴13均转动连接箱体1，第一中间轴5上沿长度方向依次套接有第一中间齿轮4和第一外壳齿轮7，第一中间齿轮4啮合输入齿轮3，第一外壳齿轮7啮合第二外壳齿轮8，第一外壳齿轮7内部设置有半滑差离合器6，半滑差离合器6套接在第一中间轴5的一端，第一外壳齿轮7通过一个联轴16转动连接箱体1，第二中间轴13上沿长度方向依次套接有第二中间齿轮12和第三外壳齿轮15，第二中间齿轮12啮合输入齿轮3，第三外壳齿轮15啮合第二外壳齿轮8，第三外壳齿轮15的内部设置有第二离合器14，第三外壳齿轮15通过第二离合器14固定连接第二中间轴13，第三外壳齿轮15通过另一个联轴16转动连接箱体1
在本实施方式中，具有如下三条传动路线：
传动路线A：动力由输入轴2输送到输入齿轮3，然后由第一中间齿轮4输送到第一中间轴5，接着通过半滑差离合器6输送给第一外壳齿轮7，再通过第二外壳齿轮8传输到输出轴9，最后由输出法兰10输出，且本传动路线为半滑差传动路线。
传动路线B：：动力由输入轴2输送到第一离合器11，再通过第二外壳齿轮8传给输出轴9，最后由输出法兰10输出，且本传动路线为高速传动路线。
传动路线C：动力由输入轴2输送到输入齿轮3，然后由第二中间齿轮12传给第二中间轴13，接着通过离合器14传给第三外壳齿轮15，再通过外壳齿轮8传给输出轴9，最后由输出法兰10输出，且本传动路线为低速传动路线。
进一步的，输入轴2、第一中间轴5、输出轴9、第二中间轴13和联轴16均通过轴承连接箱体1。
在本实施方式中，通过轴承固定的输入轴2、第一中间轴5、输出轴9、第二中间轴13和联轴16的旋转更稳定，使用更安全。
进一步的，第一离合器11和第二离合器14均采用液压离合器。
在本实施方式中，液压离合器依靠行程能自动补偿摩擦元件的磨损，易实现系列化、标准化。
进一步的，两个联轴16均通过多个固定螺栓分别连接第一外壳齿轮7和第二外壳齿轮15。
在本实施方式中，第一外壳齿轮7和第三外壳齿轮15上的多个固定螺栓均呈环形均匀分布，能够均匀受力。
进一步的，输入齿轮3、第一中间齿轮4、第一外壳齿轮7、第二外壳齿轮8、第二中间齿轮12和第三外壳齿轮15均为斜齿齿轮。
在本实施方式中，斜齿齿轮具有传动平稳，冲击、振动和噪声较小的特点。
进一步的，输入轴2的内部轴向开设有润滑通道，输入轴2的径向开设有多个间隔分布且连通润滑通道的进油孔。
在本实施方式中，进油孔用于向箱体1内注入润滑油，从而对箱体1内的部件进行润滑。
本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，输入轴2和输出轴9的相对位置可以根据机舱布置相应调整，可以同轴布置，也可以将联轴16作为输出轴，实现水平异心、垂直异心或斜偏心布置，三个传动路线的位置也可灵活调整，对于高航速和系柱拉力并不要求同时满足的船舶，可以取消相应的传动路线。
另外，本发明由于采用了多路线传动，使半滑差离合器在大功率船舶上也可以应用，避免了使用超大规格滑差离合器带来的散热量大和操纵性差的难题，对于使用最多的工况，采用不经过齿轮副的直接传动路线，具有较高的传动效率，由于采用各自独立的传动路线，提高了系统的安全冗余度，即使有某一条传动路线失效，仍可保证系统继续工作。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：包括箱体(1)、输入轴(2)、输入齿轮(3)、第一中间齿轮(4)、第一中间轴(5)、半滑差离合器(6)、第一外壳齿轮(7)、第二外壳齿轮(8)、输出轴(9)、第一离合器(11)、第二中间齿轮(12)、第二中间轴(13)、第二离合器(14)、第三外壳齿轮(15)和联轴(16)；
所述箱体(1)的中部贯穿所述输入轴(2)，在输入轴(2)上沿长度方向依次套接有输入齿轮(3)和第二外壳齿轮(8)，前述第二外壳齿轮(8)远离输入轴(2)的一侧壁固定连接输出轴(9)的一端，输出轴(9)的另一端穿出箱体(1)的侧壁，第二外壳齿轮(8)和输入轴(2)之间设置第一离合器(11)；
所述输入轴(2)的两侧分别设置有第一中间轴(5)和第二中间轴(13)，第一中间轴(5)和第二中间轴(13)均转动连接所述箱体(1)；
其中，第一中间轴(5)上沿长度方向依次套接有第一中间齿轮(4)和第一外壳齿轮(7)，前述第一中间齿轮(4)与输入齿轮(3)啮合，前述第一外壳齿轮(7)与第二外壳齿轮(8)啮合，所述第一外壳齿轮(7)和第一中间轴(5)之间设有半滑差离合器(6)，前述第一外壳齿轮(7)通过一个联轴(16)转动连接所述箱体(1)；
第二中间轴(13)上沿长度方向依次套接有第二中间齿轮(12)和第三外壳齿轮(15)，前述第二中间齿轮(12)和输入齿轮(3)啮合，前述第三外壳齿轮(15)和第二外壳齿轮(8)啮合，所述第三外壳齿轮(15)和第二中间轴(13)之间设有第二离合器(14)，所述第三外壳齿轮(15)通过另一个联轴(16)转动连接所述箱体(1)。
2.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：所述第二外壳齿轮(8)的内部设置第一离合器(11)，所述第二外壳齿轮(8)通过所述第一离合器(11)固定连接所述输入轴(2)，所述第一离合器(11)套设在所述输入轴(2)的一端。
3.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：所述第三外壳齿轮(15)的内部设置有所述第二离合器(14)，所述第三外壳齿轮(15)通过所述第二离合器(14)固定连接所述第二中间轴(13)。
4.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：所述输入轴(2)、第一中间轴(5)、输出轴(9)、第二中间轴(13)和联轴(16)均通过轴承连接所述箱体(1)。
5.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：所述第一离合器(11)和所述第二离合器(14)均采用液压离合器。
6.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：两个联轴(16)均通过多个固定螺栓分别连接对应的第一外壳齿轮(7)和第三外壳齿轮(15)。
7.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：所述输入齿轮(3)、第一中间齿轮(4)、第一外壳齿轮(7)、第二外壳齿轮(8)、第二中间齿轮(12)和所述第三外壳齿轮(15)均为斜齿齿轮。
8.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：所述输入轴(2)的内部轴向开设有润滑通道，所述输入轴(2)的径向开设有多个间隔分布且连通前述润滑通道的进油孔。
9.根据权利要求1所述的半滑差离合器齿轮箱，其特征在于：所述的输出轴(9)穿出箱体(1)的端部装有输出法兰(10)。
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