CN114183507A - 一种快慢挡输出船用齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快慢挡输出船用齿轮箱，涉及船用齿轮箱领域，包括箱体，箱体内设有倒车轴、输入轴和输出轴；柴油机飞轮通过输入联轴节与所述输入轴的一端连接传动，输入轴上靠近输入联轴节固装慢挡传动齿轮，慢挡传动齿轮内设有慢挡活塞、慢挡返回弹簧和慢挡内摩擦片；输入轴上还安装有相对转动的慢挡主动齿轮，慢挡主动齿轮的慢挡主动齿轮座上设有慢挡外摩擦片，用于配合慢挡内摩擦片组成慢挡离合器；慢挡主动齿轮与安装在输出轴上的慢挡从动齿轮常啮合，为输出轴的慢挡顺车工况提供动力。本发明能够在船舶重载和船舶轻载的情况下同时将柴油机的最大功率发挥出来；节省柴油机的能耗并节约时间。发挥最大经济效益。

Description

一种快慢挡输出船用齿轮箱
技术领域
本发明涉及船用齿轮箱的领域，具体涉及一种快慢挡输出船用齿轮箱。
背景技术
目前船用齿轮箱只有一种输出转速和正反两种转向，即常说的顺车或倒车。顺车前进只有一种输出转速，倒车输出转速也只有一种输出转速。通常一条船的设计所用柴油机动力是根据船的最大所需功率确定的，在这个功率条件下，螺旋桨的转速也一起确定了。船在重载条件下必须满足重载工况时能达到要求，如螺旋桨的推力等参数确定，但船的航行速度同时在一定范围内取决于螺旋桨的转速，即螺旋桨排水量，螺旋桨转速越高排水量越大，即船的航行越快，所以当船舶的航行在轻载工况时，船的阻力小很多，就可以加大螺旋桨的转速，提高船舶的航行速度。本发明的目的就是要达到船在满足重载工况时柴油机的功率条件下在轻载工况时增加螺旋桨的转速，同样把柴油机的功率用出来。在轻载时航行的更快，节省燃油，节省时间提高效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种快慢挡输出船用齿轮箱，该齿轮箱输入轴部件中有快挡离合器及慢挡离合器，可实现空船轻载工况时的快速航行。当满船或拖网工况时，快挡离合器脱开，利用慢挡离合器结合，满足满船重载时柴油机满功率运行。螺旋桨的盘面比，转速，螺旋角等参数，船体的水中的阻力及柴油机功率在设计时相匹配的。柴油机满足重载工况的功率。当轻载工况，船的阻力变小时螺旋桨转速提高，同样的柴油机的功率范围内可使船航行速度提高，达到省时节油的效果。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种快慢挡输出船用齿轮箱，包括箱体，箱体内设有倒车轴、输入轴和输出轴；柴油机飞轮通过输入联轴节与所述输入轴的一端连接传动，输入轴上靠近输入联轴节固装慢挡传动齿轮，慢挡传动齿轮内设有慢挡活塞、慢挡返回弹簧和慢挡内摩擦片；输入轴上还安装有相对转动的慢挡主动齿轮，慢挡主动齿轮的慢挡主动齿轮座上设有慢挡外摩擦片，用于配合慢挡内摩擦片组成慢挡离合器；慢挡主动齿轮与安装在输出轴上的慢挡从动齿轮常啮合，为输出轴的慢挡顺车工况提供动力；
所述慢挡传动齿轮与倒车传动齿轮常啮合，倒车传动齿轮固装在倒车轴上靠近输入联轴节的一端，倒车传动齿轮内设有倒车活塞、倒车返回弹簧和倒车内摩擦片；倒车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；倒车主动齿轮与安装在输出轴上的慢挡从动齿轮常啮合，为输出轴的慢挡倒车工况提供动力；
所述输入轴上背离输入联轴节的一端固装有快挡离合器外壳，快挡离合器外壳内设有快挡活塞、快挡返回弹簧和快挡内摩擦片；输入轴上还安装有相对转动的快挡主动齿轮，快挡主动齿轮的快挡主动齿轮座上设有快挡外摩擦片，用于配合快挡内摩擦片组成快挡离合器；快挡主动齿轮与固装在输出轴上的快挡从动齿轮常啮合，为输出轴的快挡顺车工况提供动力；
所述输出轴通过输出联轴节向外输出动力，所述箱体上还设有油泵，油泵在控制阀的控制下向倒车轴、输入轴供油。
作为进一步的技术方案，所述倒车轴通过轴承A和轴承B支承在箱体上，倒车轴背离输入联轴节的一端盖装有倒车进油盖，所述油泵通过倒车进油盖与倒车轴的倒车工作油路连通，为齿轮箱慢挡倒车工况供油。
作为进一步的技术方案，所述输入轴通过轴承C和轴承F支承在箱体上，输入轴背离输入联轴节的一端盖装有顺车进油盖，所述油泵通过顺车进油盖与输入轴的顺车工作油路连通，为齿轮箱慢挡顺车、快挡顺车工况供油。
作为进一步的技术方案，所述输入轴背离输入联轴节的一端通过定位板与箱体定位。
作为进一步的技术方案，所述输入轴靠近输入联轴节的一端设有输入法兰，所述输入联轴节固定安装在输入法兰上。
作为进一步的技术方案，所述输出轴通过轴承D和轴承E支承在箱体上。
作为进一步的技术方案，所述慢挡从动齿轮和快挡从动齿轮均可拆卸安装在输出轴上，通过改变慢挡从动齿轮、快挡从动齿轮的齿数来调整齿轮箱的速比，即调整输出轴输出的转速。
作为进一步的技术方案，所述慢挡主动齿轮在输入轴上靠近快挡主动齿轮布置，使得慢挡从动齿轮在输出轴上也靠近快挡从动齿轮布置。
本发明的有益效果为：能够在船舶重载和船舶轻载的情况下同时将柴油机的最大功率发挥出来；节省柴油机的能耗并节约时间。发挥最大经济效益。
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为本发明中倒车轴的结构示意图。
图4为本发明中输入轴的结构示意图。
图5为本发明中输出轴的结构示意图。
附图标记说明：1、控制阀；2、油泵；3、箱体；4、倒车返回弹簧；5、倒车主动齿轮座；6、轴承A；7、倒车传动齿轮；8、倒车活塞；9、倒车外摩擦片；10、倒车内摩擦片；11、倒车主动齿轮；12、倒车轴；13、倒车进油盖；14、轴承B；15、顺车进油盖；16、快挡主动齿轮；17、定位板；18、输入轴；19、轴承C；20、输出联轴节；21、快挡活塞；22、轴承D；23、快挡内摩擦片；24、快挡外摩擦片；25、快挡从动齿轮；26、快挡离合器外壳；27、慢挡从动齿轮；28、快挡返回弹簧；29、快挡主动齿轮座30、输出轴；31、轴承E；32、慢挡主动齿轮；33、慢挡主动齿轮座；34、轴承F；35、输入联轴节；36、慢挡返回弹簧；37、输入法兰；38、慢挡传动齿轮；39、慢挡活塞；40、慢挡内摩擦片；41、慢挡外摩擦片；42、慢挡离合器；43、快挡离合器；44、倒车离合器；45、倒车工作油路；46、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1～5所示，这种快慢挡输出船用齿轮箱，包括箱体3，箱体3内设有倒车轴12、输入轴18和输出轴30。参考附图2，柴油机飞轮通过输入联轴节35与所述输入轴18的一端连接传动，输入轴18上靠近输入联轴节35固装慢挡传动齿轮38，慢挡传动齿轮38内设有慢挡活塞39、慢挡返回弹簧36和慢挡内摩擦片40。输入轴18上还安装有相对转动(即空套)的慢挡主动齿轮32，慢挡主动齿轮32的慢挡主动齿轮座33上设有慢挡外摩擦片41，用于配合慢挡内摩擦片40组成慢挡离合器42。慢挡主动齿轮32与安装在输出轴30上的慢挡从动齿轮27常啮合，为输出轴30的慢挡顺车工况提供动力。
所述慢挡传动齿轮38与倒车传动齿轮7常啮合，倒车传动齿轮7固装在倒车轴12上靠近输入联轴节35的一端，倒车传动齿轮7内设有倒车活塞8、倒车返回弹簧4和倒车内摩擦片10。如图2、3所示，倒车轴12上还安装有相对转动(即空套)的倒车主动齿轮11，倒车主动齿轮11的倒车主动齿轮座5上设有倒车外摩擦片9，用于配合倒车内摩擦片10组成倒车离合器44。倒车主动齿轮11与安装在输出轴30上的慢挡从动齿轮27常啮合，为输出轴30的慢挡倒车工况提供动力。
如图4所示，所述输入轴18上背离输入联轴节35的一端固装有快挡离合器外壳26，快挡离合器外壳26内设有快挡活塞21、快挡返回弹簧28和快挡内摩擦片23。输入轴18上还安装有相对转动(即空套)的快挡主动齿轮16，快挡主动齿轮16的快挡主动齿轮座29上设有快挡外摩擦片24，用于配合快挡内摩擦片23组成快挡离合器43。快挡主动齿轮16与固装在输出轴30上的快挡从动齿轮25常啮合，为输出轴30的快挡顺车工况提供动力。
如图1、5所示，所述输出轴30通过输出联轴节20向外输出动力，所述箱体上还设有油泵2，油泵2在控制阀1的控制下向倒车轴12、输入轴18供油。所述输出轴30通过轴承D22和轴承E31支承在箱体3上。
参考附图2，所述倒车轴12通过轴承A6和轴承B14支承在箱体3上，倒车轴12背离输入联轴节35的一端盖装有倒车进油盖13，所述油泵2通过倒车进油盖13与倒车轴12的倒车工作油路45连通，为齿轮箱慢挡倒车工况供油。所述输入轴18通过轴承C19和轴承F34支承在箱体3上，输入轴18背离输入联轴节35的一端盖装有顺车进油盖15，所述油泵2通过顺车进油盖15与输入轴18的顺车工作油路46连通，为齿轮箱慢挡顺车、快挡顺车工况供油。所述输入轴18背离输入联轴节35的一端通过定位板17与箱体3定位。所述输入轴18靠近输入联轴节35的一端设有输入法兰37，所述输入联轴节35固定安装在输入法兰37上。
作为优选的技术方案，所述慢挡从动齿轮27和快挡从动齿轮25均可拆卸安装在输出轴30上，通过改变慢挡从动齿轮27、快挡从动齿轮25的齿数来调整齿轮箱的速比，即调整输出轴30输出的转速。从而实现了齿轮箱的速比在同一台齿轮箱上可随齿轮的更换而改变，不受其他条件的限制，如箱体孔距等的影响。
所述慢挡主动齿轮32在输入轴18上靠近快挡主动齿轮16布置，使得慢挡从动齿轮27在输出轴30上也靠近快挡从动齿轮25布置。本发明将齿轮箱的快挡离合器43及慢挡离合器42布置在同一根输入轴18上，并使快慢挡从动齿轮25、27互相靠在一起，有效地节省了齿轮箱的轴向空间,使得齿轮箱体积最小，重量最轻。此外，本发明将重载工况的两套离合器(即慢挡离合器42和倒车离合器44)布置在齿轮箱靠近柴油机的一端，使箱体受力均匀。
本发明的工作过程：本发明具有慢挡顺车、慢挡倒车和快挡顺车三种工况。
慢挡顺车：柴油机通过齿轮箱的输入联轴节35连接带动输入轴18转动，慢挡顺车工况时，控制阀1控制油泵2将齿轮箱工作油输送至输入轴18的顺车工作油路46，使慢挡活塞39压紧慢挡内摩擦片40和慢挡外摩擦片41，即慢挡离合器42结合。慢挡主动齿轮32随着慢挡传动齿轮38转动，并带动相互啮合的慢挡从动齿轮27转动，输出轴30也一起转动。由于输出轴30的端部固装有输出联轴节20，能把柴油机的功率传递给与之连接的螺旋桨，完成船舶的慢速重载航行工况。此时，齿轮箱的快挡离合器43在快挡返回弹簧28作用下将快挡活塞21退回，快挡离合器43处于脱开状态。同时，倒车离合器44在倒车返回弹簧4的作用下将倒车活塞8退回，倒车离合器44也处于脱开状态。
慢挡倒车：由于慢挡传动齿轮38与倒车传动齿轮7互相常啮合，因此，当输入轴18转动的同时，倒车传动齿轮7也会跟着转动。慢挡倒车工况时，控制阀1控制油泵2将齿轮箱工作油输送至倒车轴12的倒车工作油路45，使倒车活塞8压紧倒车内摩擦片10和倒车外摩擦片9，即倒车离合器44结合。倒车主动齿轮11随着倒车传动齿轮7转动，带动相互啮合的慢挡从动齿轮27转动，输出轴30也一起转动。输出轴30通过输出联轴节20把柴油机的功率传递给螺旋桨，完成船舶的倒车航行工况(一般在靠码头时用)。此时，齿轮箱的快挡离合器43中的快挡活塞21在快挡返回弹簧28的作用下退回，快挡离合器43处于脱开状态。同时，慢挡离合器42的慢挡活塞39在慢挡返回弹簧36的作用下退回，慢挡离合器42也处于脱开状态。
快挡顺车：快挡顺车工况时，控制阀1控制油泵2将齿轮箱工作油输送至输入轴18的顺车工作油路46，使快挡活塞21压紧快挡内摩擦片23和快挡外摩擦片24，即快挡离合器43结合。快挡主动齿轮16随着快挡离合器外壳26开始转动，并带动互相啮合的快挡从动齿轮25转动，输出轴30也一起转动。输出轴30通过输出联轴节20把柴油机的功率传递给螺旋桨，完成船舶的快速航行工况。此时，齿轮箱的慢挡离合器42中的慢挡活塞39在慢挡返回弹簧36的作用下退回，慢挡离合器42处于脱开状态。倒车离合器44的倒车活塞8在倒车返回弹簧4的作用下退回，倒车离合器44处于脱开状态。
船舶在轻载航行或未拖网工况时用快挡离合器43结合，提高船舶的螺旋桨转速，实现快速航行。船舶在进港或需倒车时，由控制阀1控制慢挡离合器42或倒车离合器44结合，进行慢速倒顺停工况。
本发明的结构特点是由三套离合器独立控制齿轮箱的三种工况，重载工况的两套离合器(即慢挡离合器42和倒车离合器44)布置在齿轮箱靠近柴油机的一端，使箱体受力均匀。
齿轮箱的快档离合器43及慢档离合器42布置在同一根输入轴18上，并使快慢档从动齿轮25、27互相靠在一起，有效地节省了齿轮箱的轴向空间，使得齿轮箱体积减小，重量减轻。
齿轮箱的快档离合器因无传动齿轮布置，没有经向力，布置在输入轴的后端，并利用花键传递扭矩，故容易拆装。该齿轮箱的设计实现了齿轮箱的速比在同一台齿轮箱上可随齿轮的更换而改变，不受其他条件的限制，如箱体孔距等的影响。齿轮箱的控制阀设计为组合式多工位的复合阀。
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 (8)

1.一种快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：包括箱体(3)，箱体(3)内设有倒车轴(12)、输入轴(18)和输出轴(30)；柴油机飞轮通过输入联轴节(35)与所述输入轴(18)的一端连接传动，输入轴(18)上靠近输入联轴节(35)固装慢挡传动齿轮(38)，慢挡传动齿轮(38)内设有慢挡活塞(39)、慢挡返回弹簧(36)和慢挡内摩擦片(40)；输入轴(18)上还安装有相对转动的慢挡主动齿轮(32)，慢挡主动齿轮(32)的慢挡主动齿轮座(33)上设有慢挡外摩擦片(41)，用于配合慢挡内摩擦片(40)组成慢挡离合器(42)；慢挡主动齿轮(32)与安装在输出轴(30)上的慢挡从动齿轮(27)常啮合，为输出轴(30)的慢挡顺车工况提供动力；
所述慢挡传动齿轮(38)与倒车传动齿轮(7)常啮合，倒车传动齿轮(7)固装在倒车轴(12)上靠近输入联轴节(35)的一端，倒车传动齿轮(7)内设有倒车活塞(8)、倒车返回弹簧(4)和倒车内摩擦片(10)；倒车轴(12)上还安装有相对转动的倒车主动齿轮(11)，倒车主动齿轮(11)的倒车主动齿轮座(5)上设有倒车外摩擦片(9)，用于配合倒车内摩擦片(10)组成倒车离合器(44)；倒车主动齿轮(11)与安装在输出轴(30)上的慢挡从动齿轮(27)常啮合，为输出轴(30)的慢挡倒车工况提供动力；
所述输入轴(18)上背离输入联轴节(35)的一端固装有快挡离合器外壳(26)，快挡离合器外壳(26)内设有快挡活塞(21)、快挡返回弹簧(28)和快挡内摩擦片(23)；输入轴(18)上还安装有相对转动的快挡主动齿轮(16)，快挡主动齿轮(16)的快挡主动齿轮座(29)上设有快挡外摩擦片(24)，用于配合快挡内摩擦片(23)组成快挡离合器(43)；快挡主动齿轮(16)与固装在输出轴(30)上的快挡从动齿轮(25)常啮合，为输出轴(30)的快挡顺车工况提供动力；
所述输出轴(30)通过输出联轴节(20)向外输出动力，所述箱体上还设有油泵(2)，油泵(2)在控制阀(1)的控制下向倒车轴(12)、输入轴(18)供油。
2.根据权利要求1所述的快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：所述倒车轴(12)通过轴承A(6)和轴承B(14)支承在箱体(3)上，倒车轴(12)背离输入联轴节(35)的一端盖装有倒车进油盖(13)，所述油泵(2)通过倒车进油盖(13)与倒车轴(12)的倒车工作油路(45)连通，为齿轮箱慢挡倒车工况供油。
3.根据权利要求1所述的快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：所述输入轴(18)通过轴承C(19)和轴承F(34)支承在箱体(3)上，输入轴(18)背离输入联轴节(35)的一端盖装有顺车进油盖(15)，所述油泵(2)通过顺车进油盖(15)与输入轴(18)的顺车工作油路(46)连通，为齿轮箱慢挡顺车、快挡顺车工况供油。
4.根据权利要求1所述的快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：所述输入轴(18)背离输入联轴节(35)的一端通过定位板(17)与箱体(3)定位。
5.根据权利要求1所述的快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：所述输入轴(18)靠近输入联轴节(35)的一端设有输入法兰(37)，所述输入联轴节(35)固定安装在输入法兰(37)上。
6.根据权利要求1所述的快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：所述输出轴(30)通过轴承D(22)和轴承E(31)支承在箱体(3)上。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：所述慢挡从动齿轮(27)和快挡从动齿轮(25)均可拆卸安装在输出轴(30)上，通过改变慢挡从动齿轮(27)、快挡从动齿轮(25)的齿数来调整齿轮箱的速比，即调整输出轴(30)输出的转速。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的快慢挡输出船用齿轮箱，其特征在于：所述慢挡主动齿轮(32)在输入轴(18)上靠近快挡主动齿轮(16)布置，使得慢挡从动齿轮(27)在输出轴(30)上也靠近快挡从动齿轮(25)布置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115405669A (zh) * 2022-08-29 2022-11-29 杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 一种抗超高冲击、振动的船用齿轮箱及其改进方法

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