CN114001129A - 一种特种布置形式的船用齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特种布置形式的船用齿轮箱，涉及齿轮箱领域，包括箱体，箱体内设有输出轴、倒车传动轴和输入轴，且输出轴布置在输入轴的上方，形成垂直异中心输出，齿轮箱的输出轴、倒车传动轴和输入轴三者轴心之间的连线呈三角形。本发明的有益效果为：能达到下输入上输出的要求，齿轮箱具有稳定的液压供油系统而正常工作。并达到齿轮箱输出轴在柴油机怠速时进行滑差而更低的输出转速。满足目前快速发展的市场需求，填补国内相应领域的空白。

Description

一种特种布置形式的船用齿轮箱
技术领域
本发明涉及齿轮箱的领域，具体涉及一种特种布置形式的船用齿轮箱。
背景技术
船用齿轮箱具有倒顺车的要求，其传统的布置形式为上输入下输出。由于柴油机输出形式为飞轮并在柴油机下部，船艇的推进部件亦在船艇的底部。故齿轮箱输出轴往往布置在贴近船艇的底部。但从柴油机输出功率最大化利用的角度来说，如需在柴油机的近中心部位进行功率输出，就必须把齿轮箱设计成下输入上输出的结构形式。目前国内的船用齿轮箱普遍采用上输入下输出的结构形式，尚未出现下输入上输出的特种结构齿轮箱。
此外，由于齿轮箱的输入转速相对较高，若将齿轮箱输入部件布置在齿轮箱的下部，还会出现齿轮箱液压系统油压难以稳定的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种特种布置形式的船用齿轮箱，有效的解决了齿轮箱的下输入上输出的结构需要，使齿轮箱能长期稳定的工作。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种特种布置形式的船用齿轮箱，包括箱体，箱体内设有输出轴、倒车传动轴和输入轴，且输出轴布置在输入轴的上方，形成垂直异中心输出，齿轮箱的输出轴、倒车传动轴和输入轴三者轴心之间的连线呈三角形；
作为进一步的技术方案，所述输入轴的一端通过齿轮箱输入联轴器由柴油机飞轮连接带动，输入轴上固装有输入轴顺车传动齿轮，输入轴顺车传动齿轮内设有顺车活塞、顺车返回弹簧和顺车离合器座，所述顺车离合器座上设有顺车内摩擦片；输入轴上还安装有相对转动的顺车主动齿轮，顺车主动齿轮的顺车主动齿轮座上设有顺车外摩擦片，用于配合顺车内摩擦片组成顺车离合器；
作为进一步的技术方案，所述输入轴顺车传动齿轮与固装在倒车传动轴上的倒车传动齿轮常啮合，倒车传动齿轮内设有倒车活塞、倒车返回弹簧和倒车离合器座，所述倒车离合器座上设有倒车内摩擦片；倒车传动轴上还安装有相对转动的倒车主动齿轮，倒车主动齿轮的倒车主动齿轮座上设有倒车外摩擦片，用于配合倒车内摩擦片组成倒车离合器；
作为进一步的技术方案，所述顺车主动齿轮和倒车主动齿轮分别与固装在输出轴上的输出齿轮常啮合，输出轴通过输出联轴节向外输出动力；
作为进一步的技术方案，所述箱体上还设有油泵，油泵的一端通过油泵吸油口与设置在箱体底部的油池连通，油池用于容纳齿轮箱工作油；油泵的另一端连接倒顺车电磁阀，所述倒顺车电磁阀上设置顺车工作油管和倒车工作油管，所述输入轴内设有顺车工作油路，所述倒车传动轴内设有倒车工作油路，顺车工作油管通过设置在箱体上的顺车工作油进油口与顺车工作油路连通，为齿轮箱顺车工况工作供油；倒车工作油管通过设置在箱体上的倒车工作油进油口与倒车工作油路连通，为齿轮箱倒车工况工作供油；所述输入轴顺车传动齿轮下部外周半包围设置有挡油罩，挡油罩固定在油池上方的箱体上。
作为进一步的技术方案，所述油泵的进油端通过油泵进油管与油泵吸油口连通，油泵吸油口通过油泵吸油管抽吸油池内的齿轮箱工作油；油泵的出油端通过油泵出油管与倒顺车电磁阀连通。
作为进一步的技术方案，所述油泵的出油端上通过滑差阀进油管连接有滑差阀，用于调节油泵输出的油压。
作为进一步的技术方案，当倒顺车电磁阀置顺车位时，油泵将齿轮箱工作油通过顺车工作油管输送至输入轴的顺车工作油路，使顺车活塞压紧顺车内摩擦片、顺车外摩擦片，即顺车离合器结合，且倒车离合器分离，输出轴将柴油机功率按齿轮箱的顺车工况输出；此时启动滑差阀，使顺车工作油路内的工作油压降低，输出轴的转速随之降低，实现柴油机怠速状态下齿轮箱的输出转速更低的顺车工况。
作为进一步的技术方案，当倒顺车电磁阀置倒车位时，油泵将齿轮箱工作油通过倒车工作油管输送至倒车传动轴的倒车工作油路，使倒车活塞压紧倒车内摩擦片、倒车外摩擦片，即倒车离合器结合，且顺车离合器分离，输出轴将柴油机功率按齿轮箱的倒车工况输出；此时启动滑差阀，使倒车工作油路内的工作油压降低，输出轴的转速随之降低，实现柴油机怠速状态下齿轮箱的输出转速更低的倒车工况。
作为进一步的技术方案，所述油泵吸油管设置在挡油罩的下方，确保输入轴及顺车主动齿轮甩出的工作油被挡油罩挡住。
作为进一步的技术方案，所述挡油罩由二段圆弧形结构连接而成，挡油罩通过螺栓固定于箱体的内壁上。
作为进一步的技术方案，所述输出轴通过轴承A和轴承B支承在箱体上，所述倒车传动轴通过轴承D和轴承E支承在箱体上，所述输入轴通过轴承C和轴承F支承在箱体上。
作为进一步的技术方案，所述箱体上设有齿轮箱支架和冷却器，冷却器用于冷却齿轮箱工作油。
作为进一步的技术方案，所述输入轴远离齿轮箱输入联轴器的一端上套装有PTO输出皮带轮。
本发明的有益效果为：能达到下输入上输出的要求，齿轮箱具有稳定的液压供油系统而正常工作。并达到齿轮箱输出轴在柴油机怠速时进行滑差而更低的输出转速。满足目前快速发展的市场需求，填补国内相应领域的空白。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3位图1的B-B剖视图。
图4为挡油罩与油泵吸油管之间的安装结构示意图。
图5为挡油罩的结构主视图。
图6为挡油罩的结构侧视图。
图7为油泵的结构示意图。
附图标记说明：1、齿轮箱支架；2、油泵吸油口；3、冷却器；4、倒顺车电磁阀；5、滑差阀；6、齿轮箱输入联轴器；7、轴承A；8、箱体；9、输出轴；10、输入轴顺车传动齿轮；11、顺车外摩擦片；12、顺车内摩擦片；13、输出联轴节；14、输出齿轮；15、轴承B；16、PTO输出皮带轮；17、顺车主动齿轮；18、轴承C；19、油泵吸油管；20、顺车主动齿轮座；21、顺车返回弹簧；22、顺车活塞；23、轴承D；24、倒车传动齿轮；25、倒车外摩擦片；26、倒车内摩擦片；27、倒车主动齿轮座；28、倒车主动齿轮；29、轴承E；30、油池；31、倒车传动轴；32、倒车工作油路；33、倒车返回弹簧；34、倒车活塞；35、挡油罩；36、轴承F；37、输入轴；38、螺栓；39、油泵进油管；40、油泵；41、油泵出油管；42、顺车工作油管；43、倒车工作油管；44、滑差阀进油管；45、倒车工作油进油口；46、顺车工作油进油口；47、顺车工作油路。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图1～7所示，这种特种布置形式的船用齿轮箱，包括箱体8，箱体8内设有输出轴9、倒车传动轴31和输入轴37，且输出轴9布置在输入轴37的上方，形成垂直异中心输出，倒车传动轴31布置在输出轴9的左上侧或右上侧，齿轮箱的输出轴9、倒车传动轴31和输入轴37三者轴心之间的连线呈三角形(参考附图1)。
如图2所示，所述输入轴37的一端通过齿轮箱输入联轴器6由柴油机飞轮连接带动，输入轴37上固装有输入轴顺车传动齿轮10，输入轴顺车传动齿轮10内设有顺车活塞22、顺车返回弹簧21和顺车离合器座，所述顺车离合器座上设有顺车内摩擦片12；输入轴37上还安装有相对转动的顺车主动齿轮17，顺车主动齿轮17的顺车主动齿轮座20上设有顺车外摩擦片11，用于配合顺车内摩擦片12组成顺车离合器。
如图3所示，所述输入轴顺车传动齿轮10与固装在倒车传动轴31上的倒车传动齿轮24常啮合，倒车传动齿轮24内设有倒车活塞34、倒车返回弹簧33和倒车离合器座，所述倒车离合器座上设有倒车内摩擦片26；倒车传动轴31上还安装有相对转动的倒车主动齿轮28，倒车主动齿轮28的倒车主动齿轮座27上设有倒车外摩擦片25，用于配合倒车内摩擦片26组成倒车离合器。所述顺车主动齿轮17和倒车主动齿轮28分别与固装在输出轴9上的输出齿轮14常啮合，输出轴9通过输出联轴节13向外输出动力。
如图1、图7所示，所述箱体8上还设有油泵40，油泵40的进油端通过油泵进油管39与油泵吸油口2连接，油泵吸油口2与设置在箱体8底部的油池30连通，油池30用于容纳齿轮箱工作油，油泵吸油口2通过油泵吸油管19抽吸油池30内的齿轮箱工作油。油泵40的出油端通过油泵出油管41与倒顺车电磁阀4连通，所述倒顺车电磁阀4上设置顺车工作油管42和倒车工作油管43，所述输入轴37内设有顺车工作油路47，所述倒车传动轴31内设有倒车工作油路32，顺车工作油管42通过设置在箱体8上的顺车工作油进油口46与顺车工作油路47连通，为齿轮箱顺车工况工作供油；倒车工作油管43通过设置在箱体8上的倒车工作油进油口45与倒车工作油路32连通，为齿轮箱倒车工况工作供油。
参考附图7，所述油泵40的出油端上通过滑差阀进油管44连接有滑差阀5，用于调节油泵40输出的油压。当倒顺车电磁阀4置顺车位时，油泵40将齿轮箱工作油通过顺车工作油管42输送至输入轴37的顺车工作油路47，使顺车活塞22压紧顺车内摩擦片12、顺车外摩擦片11，即顺车离合器结合，且倒车离合器分离，输出轴9将柴油机功率按齿轮箱的顺车工况输出；此时启动滑差阀5，使顺车工作油路47内的工作油压降低，输出轴9的转速随之降低，实现柴油机怠速状态(不熄火)下齿轮箱的输出转速更低的顺车工况。当倒顺车电磁阀4置倒车位时，油泵40将齿轮箱工作油通过倒车工作油管43输送至倒车传动轴31的倒车工作油路32，使倒车活塞34压紧倒车内摩擦片26、倒车外摩擦片25，即倒车离合器结合，且顺车离合器分离，输出轴9将柴油机功率按齿轮箱的倒车工况输出；此时启动滑差阀5，使倒车工作油路32内的工作油压降低，输出轴9的转速随之降低，实现柴油机怠速状态(不熄火)下齿轮箱的输出转速更低的倒车工况。
参考附图2、图4～6，所述输入轴顺车传动齿轮10下部外周半包围设置有挡油罩35，挡油罩35固定在油池30上方的箱体8上。所述油泵吸油管19设置在挡油罩35的下方，确保输入轴37及顺车主动齿轮17甩出的工作油被挡油罩35挡住，由挡油罩35隔离开带有大量气泡及严重混流的工作油液。且保证油泵吸油口2处油液能稳定，不产生很多气泡及搅混，解决齿轮箱液压系统的表跳及波动，使齿轮箱能正常工作。所述挡油罩35由二段圆弧形结构连接而成，挡油罩35通过二颗螺栓38固定于箱体8的内壁上。
优选地，所述输出轴9通过轴承A7和轴承B15支承在箱体8上，所述倒车传动轴31通过轴承D23和轴承E29支承在箱体8上，所述输入轴37通过轴承C18和轴承F36支承在箱体8上。所述箱体8上设有齿轮箱支架1和冷却器3，冷却器3用于冷却齿轮箱工作油。所述输入轴37远离齿轮箱输入联轴器6的一端上套装有PTO输出皮带轮16。
本发明的工作过程：
当倒顺车电磁阀4置顺车位时，油泵40将齿轮箱工作油通过顺车工作油管42输送至输入轴37的顺车工作油路47，使顺车活塞22压紧顺车内摩擦片12、顺车外摩擦片11，即顺车离合器结合，且倒车离合器分离，顺车主动齿轮17随输入轴顺车传动齿轮10而一起转动，按顺车主动齿轮17与输出齿轮14的齿数减速比转动，输出轴9将柴油机功率按齿轮箱的顺车工况输出。此时启动滑差阀5，使顺车工作油路47内的工作油压降低，顺车活塞22的压紧力减小，顺车内、外摩擦片(顺车离合器)开始打滑，输出齿轮14不再按顺车主动齿轮17与输出齿轮14的齿数减速比转动，输出齿轮14转速下降，输出轴9的转速随之降低，实现柴油机怠速状态(不熄火)下齿轮箱的输出转速更低的顺车工况。
当倒顺车电磁阀4置倒车位时，油泵40将齿轮箱工作油通过倒车工作油管43输送至倒车传动轴31的倒车工作油路32，使倒车活塞34压紧倒车内摩擦片26、倒车外摩擦片25，即倒车离合器结合，且顺车离合器分离，倒车主动齿轮28随倒车传动齿轮24而一起转动，按倒车主动齿轮28与输出齿轮14的齿数减速比转动，输出轴9将柴油机功率按齿轮箱的倒车工况输出。此时启动滑差阀5，使倒车工作油路32内的工作油压降低，倒车活塞34的工作油压降低，压紧力也减小，倒车内、外摩擦片(倒车离合器)开始打滑，输出齿轮14不再按倒车主动齿轮28与输出齿轮14的齿数减速比转动，输出齿轮14转速下降，输出轴9的转速随之降低，实现柴油机怠速状态(不熄火)下齿轮箱的输出转速更低的倒车工况。
齿轮箱的液压系统能稳定工作必须有一个适当的油池，该齿轮箱的底部设计有一个挡油罩35，将输入轴顺车传动齿轮10的离合器部分甩出的油挡住，油泵吸油管19在挡油罩35的下部，由挡油罩分开带有大量气泡及严重混流的油液。解决齿轮箱液压系统的表跳及压力漂移等不稳定，无法正常工作现象。齿轮箱输入轴部分及顺车主动齿轮甩出的油被挡油罩挡住，建成一个稳定的油池，满足齿轮箱液压系统工作的需要。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：包括箱体(8)，箱体(8)内设有输出轴(9)、倒车传动轴(31)和输入轴(37)，且输出轴(9)布置在输入轴(37)的上方，形成垂直异中心输出，齿轮箱的输出轴(9)、倒车传动轴(31)和输入轴(37)三者轴心之间的连线呈三角形；
所述输入轴(37)的一端通过齿轮箱输入联轴器(6)由柴油机飞轮连接带动，输入轴(37)上固装有输入轴顺车传动齿轮(10)，输入轴顺车传动齿轮(10)内设有顺车活塞(22)、顺车返回弹簧(21)和顺车离合器座，所述顺车离合器座上设有顺车内摩擦片(12)；输入轴(37)上还安装有相对转动的顺车主动齿轮(17)，顺车主动齿轮(17)的顺车主动齿轮座(20)上设有顺车外摩擦片(11)，用于配合顺车内摩擦片(12)组成顺车离合器；
所述输入轴顺车传动齿轮(10)与固装在倒车传动轴(31)上的倒车传动齿轮(24)常啮合，倒车传动齿轮(24)内设有倒车活塞(34)、倒车返回弹簧(33)和倒车离合器座，所述倒车离合器座上设有倒车内摩擦片(26)；倒车传动轴(31)上还安装有相对转动的倒车主动齿轮(28)，倒车主动齿轮(28)的倒车主动齿轮座(27)上设有倒车外摩擦片(25)，用于配合倒车内摩擦片(26)组成倒车离合器；
所述顺车主动齿轮(17)和倒车主动齿轮(28)分别与固装在输出轴(9)上的输出齿轮(14)常啮合，输出轴(9)通过输出联轴节(13)向外输出动力；
所述箱体(8)上还设有油泵(40)，油泵(40)的一端通过油泵吸油口(2)与设置在箱体(8)底部的油池(30)连通，油池(30)用于容纳齿轮箱工作油；油泵(40)的另一端连接倒顺车电磁阀(4)，所述倒顺车电磁阀(4)上设置顺车工作油管(42)和倒车工作油管(43)，所述输入轴(37)内设有顺车工作油路(47)，所述倒车传动轴(31)内设有倒车工作油路(32)，顺车工作油管(42)通过设置在箱体(8)上的顺车工作油进油口(46)与顺车工作油路(47)连通，为齿轮箱顺车工况工作供油；倒车工作油管(43)通过设置在箱体(8)上的倒车工作油进油口(45)与倒车工作油路(32)连通，为齿轮箱倒车工况工作供油；所述输入轴顺车传动齿轮(10)下部外周半包围设置有挡油罩(35)，挡油罩(35)固定在油池(30)上方的箱体(8)上。
2.根据权利要求1所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：所述油泵(40)的进油端通过油泵进油管(39)与油泵吸油口(2)连通，油泵吸油口(2)通过油泵吸油管(19)抽吸油池(30)内的齿轮箱工作油；油泵(40)的出油端通过油泵出油管(41)与倒顺车电磁阀(4)连通。
3.根据权利要求1或2所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：所述油泵(40)的出油端上通过滑差阀进油管(44)连接有滑差阀(5)，用于调节油泵(40)输出的油压。
4.根据权利要求3所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：当倒顺车电磁阀(4)置顺车位时，油泵(40)将齿轮箱工作油通过顺车工作油管(42)输送至输入轴(37)的顺车工作油路(47)，使顺车活塞(22)压紧顺车内摩擦片(12)、顺车外摩擦片(11)，即顺车离合器结合，且倒车离合器分离，输出轴(9)将柴油机功率按齿轮箱的顺车工况输出；此时启动滑差阀(5)，使顺车工作油路(47)内的工作油压降低，输出轴(9)的转速随之降低，实现柴油机怠速状态下齿轮箱的输出转速更低的顺车工况。
5.根据权利要求3所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：当倒顺车电磁阀(4)置倒车位时，油泵(40)将齿轮箱工作油通过倒车工作油管(43)输送至倒车传动轴(31)的倒车工作油路(32)，使倒车活塞(34)压紧倒车内摩擦片(26)、倒车外摩擦片(25)，即倒车离合器结合，且顺车离合器分离，输出轴(9)将柴油机功率按齿轮箱的倒车工况输出；此时启动滑差阀(5)，使倒车工作油路(32)内的工作油压降低，输出轴(9)的转速随之降低，实现柴油机怠速状态下齿轮箱的输出转速更低的倒车工况。
6.根据权利要求2所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：所述油泵吸油管(19)设置在挡油罩(35)的下方，确保输入轴(37)及顺车主动齿轮(17)甩出的工作油被挡油罩(35)挡住。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：所述挡油罩(35)由二段圆弧形结构连接而成，挡油罩(35)通过螺栓(38)固定于箱体(8)的内壁上。
8.根据权利要求1所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：所述输出轴(9)通过轴承A(7)和轴承B(15)支承在箱体(8)上，所述倒车传动轴(31)通过轴承D(23)和轴承E(29)支承在箱体(8)上，所述输入轴(37)通过轴承C(18)和轴承F(36)支承在箱体(8)上。
9.根据权利要求1所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：所述箱体(8)上设有齿轮箱支架(1)和冷却器(3)，冷却器(3)用于冷却齿轮箱工作油。
10.根据权利要求1所述的特种布置形式的船用齿轮箱，其特征在于：所述输入轴(37)远离齿轮箱输入联轴器(6)的一端上套装有PTO输出皮带轮(16)。
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