CN119308943B - 一种具有输出轴离合器的齿轮箱及运载工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有输出轴离合器的齿轮箱，包括输入轴和输出轴，输出轴离合器用于控制前输出轴和后输出轴之间结合传动或脱开。当输出轴离合器脱开，仅由电机提供动力时，齿轮箱其他部分的传动机构及液压系统不工作，极大地降低了噪声、震动；当输出轴离合器结合时，电机与柴油机可以组成双动力机组，提升机组动力。为了解决现有技术中齿轮箱噪音大、体积大、重量大等技术问题中的至少一个，本发明提出了一种输出轴离合器、齿轮箱及运载工具，通过齿轮箱输出轴的分段式结构设计，利用输出轴离合器实现齿轮箱前输出轴和后输出轴之间结合传动或脱开。

Description

一种具有输出轴离合器的齿轮箱及运载工具

技术领域

本发明涉及齿轮箱技术领域，具体涉及一种具有输出轴离合器的齿轮箱及运载工具。

背景技术

在许多领域，随着技术的发展和需求的提高，逐渐发展出双动力型动力机组，例如，船舶领域、机动车领域等，动力机组通常包括源动机、传动机构和负载机械，源动机如柴油机、电机、汽轮机等，传动机械如齿轮箱、分动箱、变速箱等，负载机械如螺旋桨等，以船舶为例，使用柴油机和电机将动力输入齿轮箱驱动螺旋桨，从而组成动力机组。其中，柴油机和电机既可以各自独立工作，也可以同时工作。柴油机独立工作时，续航能力强，但转速较低；电机独立工作时，转速高，相较柴油机驱动，环保且静音效果好；二者同时工作时，则能够提供更强的动力，例如，参见中国专利文献CN111059263A所记载的现有技术。

然而，上述现有技术仍有诸多不足之处，例如，仅电机工作时，由电机通过带有液压系统的传动装置齿轮箱驱动前输出轴转动，从而为螺旋桨提供动力，在该工作状态下，液压系统工作和齿轮箱传动时仍然产生较大的噪音，在对噪音水平要求较高的应用场景下，例如游艇、工作艇等，仍然不能令用户满意。

此外，齿轮箱的体积和重量是该领域首要的设计难点，很多使用齿轮箱的船只、车辆或其他设备空间有限，负载能力有限，以船只为例，齿轮箱体积过大不利于空间利用，重量过大不利于船只的节能和提速，尤其是利用电机驱动船只时，齿轮箱重量过大将严重影响电池的续航能力。因此，在齿轮箱领域，尽可能减小齿轮箱的体积和重量是所要解决的普遍技术问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中齿轮箱噪音大、体积大、重量大等技术问题中的至少一个，本发明实施例提出了一种具有输出轴离合器的齿轮箱及运载工具，通过齿轮箱输出轴的分段式结构设计，利用输出轴离合器实现齿轮箱前输出轴和后输出轴之间结合传动或脱开。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种输出轴离合器，所述输出轴离合器用于控制齿轮箱的前输出轴和后输出轴之间结合传动或脱开；其包括：

输出轴活塞，所述输出轴活塞能够沿前输出轴轴向滑动，输出轴活塞具有第一位置和第二位置；

所述输出轴活塞位于第一位置时，所述输出轴离合器脱开，此时前输出轴和后输出轴之间为脱开状态，所述输出轴活塞位于第二位置时，所述输出轴离合器结合，前输出轴和后输出轴之间为结合状态。

本发明采用上述输出轴离合器的组成和结构设计，输出轴活塞外齿与从动齿轮内齿和后输出轴内齿相互配合这一方式强度大，结合后可以传递很大的扭矩，相较现有技术中的离合器，极大地减小了离合器的体积和重量，能够设置于从动齿轮和后输出轴之间，从而使齿轮箱体积更小、重量更轻，且能够传递大扭矩，结构简单，工作可靠。

在一些可实现的方式中，输出轴活塞具有输出轴活塞外齿，所述输出轴活塞外齿用于与从动齿轮的内齿相啮合；

所述从动齿轮安装于所述前输出轴上，用于接收经齿轮箱的传动机构传递的动力；

所述后输出轴具有后输出轴内齿，所述后输出轴内齿用于与所述输出轴活塞外齿啮合；

所述输出轴活塞位于第一位置时，输出轴活塞外齿与从动齿轮内齿啮合，且输出轴活塞外齿与后输出轴内齿脱开；

所述输出轴活塞位于第二位置时，输出轴活塞外齿同时与从动齿轮内齿和后输出轴内齿啮合。

本发明采用的输出轴离合器的组成和结构设计，通过输出轴活塞外齿与从动齿轮内齿和后输出轴内齿相互配合这一方式强度大，结合后可以传递很大的扭矩，相较现有技术中的离合器，极大地减小了离合器的体积和重量，能够设置于从动齿轮和后输出轴之间，从而使齿轮箱体积更小、重量更轻，且能够传递大扭矩，结构简单，工作可靠。

在一些可实现的方式中，还包括：

输出轴弹簧座，其设置于所述前输出轴上；

输出轴弹簧，其设置于所述输出轴弹簧座和输出轴活塞之间；

所述输出轴活塞在输出轴弹簧限制作用下位于第一位置，当液压系统工作时，所述输出轴活塞在液压系统的作用下压缩输出轴弹簧，并到达第二位置。

在一些可实现的方式中，还包括：

导向机构，设置于所述从动齿轮和所述后输出轴之间，且所述导向机构用于在前输出轴与后输出轴结合时进行导向。

在一些可实现的方式中，所述导向机构包括：

导向活塞，所述导向活塞能够沿前输出轴轴向滑动，导向活塞具有第一位置和第二位置；

鼠牙盘，所述鼠牙盘与所述导向活塞相连，所述鼠牙盘具有鼠牙盘齿；

鼠牙盘座，所述鼠牙盘座设于所述后输出轴上，所述鼠牙盘座具有鼠牙盘座齿，且所述鼠牙盘座齿用于与所述鼠牙盘齿啮合；

所述导向活塞位于第一位置时，所述鼠牙盘座齿与所述鼠牙盘齿脱开，所述导向活塞位于第二位置时，所述鼠牙盘座齿与所述鼠牙盘齿啮合。

在一些可实现的方式中，所述导向机构还包括：

导向盘，所述导向盘设于所述前输出轴上，所述导向盘具有导向盘外齿；

所述鼠牙盘具有鼠牙盘内齿，所述鼠牙盘内齿与所述导向盘外齿啮合，用于对所述鼠牙盘的滑动进行导向；

和/或，所述导向盘具有导向盘内齿，所述前输出轴具有前输出轴外齿，所述导向盘内齿与所述前输出轴外齿相啮合。

在一些可实现的方式中，所述导向机构还包括：

导向弹簧，所述导向弹簧设置于所述导向活塞和所述导向盘之间；

所述导向活塞在导向弹簧的限制作用下位于第一位置，当液压系统工作时，所述导向活塞在液压系统的作用下压缩导向弹簧，并到达第二位置；

和/或，所述导向活塞具有前端和后端，导向活塞处于第一位置时，导向活塞前端抵接于所述输出轴弹簧座，导向活塞后端设置有容纳空间；

和/或，所述导向弹簧的主体至少部分地设置于导向活塞后端的容纳空间内；

和/或，所述导向活塞后端面上安装有所述鼠牙盘。

本发明采用的导向机构，在输出轴离合器结合前，先使所述鼠牙盘齿和所述鼠牙盘座齿结合，由于导向盘、鼠牙盘齿参照输出轴活塞外齿预先定位，通过导向机构各部件之间的巧妙配合，使得所述输出轴活塞外齿与所述后输出轴内齿啮合前即已对准，从而使输出轴活塞外齿与后输出轴内齿顺利啮合，结合平稳，避免部件损伤

第二方面，本发明提供了一种齿轮箱，所述齿轮箱包括输入轴和输出轴，输出轴包括前输出轴和后输出轴；

所述齿轮箱还包括上述的输出轴离合器，所述输出轴离合器用于控制前输出轴和后输出轴之间结合传动或脱开；

仅由柴油机提供动力时，前输出轴和后输出轴经输出轴离合器结合传动，动力经输入轴、齿轮箱内其他传动部件及前输出轴和后输出轴向外输出；

仅由电机提供动力时，输出轴离合器脱开，前输出轴和后输出轴脱开，齿轮箱中仅后输出轴与电机轴连接；

柴油机和电机同时提供动力时，前输出轴和后输出轴经输出轴离合器结合传动，且齿轮箱中后输出轴与电机轴连接。

本发明实施例开创性地将输出轴设置为由输出轴离合器控制结合或脱开的前输出轴和后输出轴，由此，能够实现以下工作模式：

（1）仅由柴油机提供动力时，前输出轴和后输出轴经输出轴离合器结合传动，动力经输入轴、齿轮箱内其他传动部件及前输出轴和后输出轴向外输出；

（2）柴油机停机，仅电机工作时，输出轴离合器脱开，前输出轴和后输出轴脱开，齿轮箱中仅后输出轴与电机轴连接，后输出轴带动负载机械运行，并通过电机的正转或反转实现搭载有上述齿轮箱的运载工具的顺车或倒车操作，运载工具例如船只。在该工况下，齿轮箱中的其他传动部件以及液压系统等均不工作，能够极大程度降低齿轮箱噪音和震动；

（3）当柴油机和电机同时提供动力，前输出轴和后输出轴经输出轴离合器结合传动，此外，齿轮箱中后输出轴与电机轴传动连接，由于直流电机能够随扭矩而改变转速，可以实现将电机动力与柴油机动力叠加，从而给船只提供更强的动力；

（4）当柴油机工作时，电机还可以作为发电机使用，从而为电瓶充电、提供照明等。

在一些可实现的方式中，所述前输出轴与后输出轴同轴设置；

和/或，所述前输出轴与后输出轴通过同一轴承支承。

在一些可实现的方式中，所述前输出轴与后输出轴通过输出轴轴承支承；

和/或，所述输出轴轴承套设于所述前输出轴上，且所述输出轴轴承内嵌于所述后输出轴内；

和/或，所述输出轴轴承套设于所述后输出轴上，且所述输出轴轴承内嵌于所述前输出轴内。

在一些可实现的方式中，还包括：

输入联轴节，所述输入联轴节与输入轴相连，用于驱动输入轴转动；

所述输入轴上设有输入轴传动齿轮，且所述输入轴上空套设有顺车主动齿轮；

和/或，所述顺车主动齿轮能够与所述从动齿轮相啮合，用于驱动所述前输出轴转动；

和/或，所述后输出轴能够与电机轴实现传动连接；

和/或，所述电机为直流电机。

在一些可实现的方式中，还包括液压系统：

所述液压系统包括倒顺车控制阀和工作油路；

所述倒顺车控制阀用于控制顺车离合器、倒车离合器的结合传动或脱开；

所述工作油路用于输送工作油，包括设置在输入轴内的顺车工作油路，设置在倒车轴内的倒车工作油路，和设置在前输出轴内的第一前输出轴工作油路和第二前输出轴工作油路；

所述油泵能够在输入轴的带动下工作，用于将工作油输送至输出轴离合器及倒顺车控制阀。

在一些可实现的方式中，所述液压系统还包括油泵，顺车进油套，倒车进油盖以及输出轴进油座；

所述顺车进油套与倒顺车控制阀连接，用于向顺车工作油路输入工作油；

所述倒车进油盖与倒顺车控制阀连接，用于向倒车工作油路输入工作油；

所述输出轴进油座与油泵连接，用于向第一前输出轴工作油路输入工作油。

在一些可实现的方式中，还包括箱体组件：

所述箱体组件包括前箱体、后箱体和下箱体，所述前箱体与所述后箱体装配成上箱体；

和/或，所述上箱体在前箱体与后箱体的配合处设置结合边；

和/或，所述下箱体的表面设置有加强筋；

和/或，所述上箱体与所述下箱体通过法兰配合固定。

第三方面，本发明提供了一种运载工具，包括上述齿轮箱；

和/或，所述运载工具为船。

1、本发明实施例将齿轮箱的输出轴分为前输出轴和后输出轴两部分，并在齿轮箱的前输出轴和后输出轴之间设置输出轴离合器，当输出轴离合器结合时，可以将外部动力源柴油机提供的动力传递至负载机械，如螺旋桨等，在倒顺车控制阀的控制下，使船只、车辆等前进或倒退；

当输出轴离合器结合时，后输出轴连接电机轴，还可以启动电机工作，使多个动力源提供的动力叠加，以输出更强的动力；当输出轴离合器脱开时，电机不经齿轮箱驱动负载机构，按照倒顺车工况要求进行工作。仅在电机的带动下，通过电机正转、反转控制船只、车辆等前进或倒退，此时，电机的功率输出与前输出轴、输出轴传动齿轮、从动齿轮、顺车主动齿轮/倒车主动齿轮、顺车传动齿轮/倒车传动齿轮、各摩擦片等均无关，该工况下，这些传动部件不工作，极大地降低了噪音、震动。

2、优选的，本发明实施例所采用的输出轴离合器的组成和结构设计，通过输出轴活塞外齿与从动齿轮内齿和后输出轴内齿相互配合这一方式强度大，结合后可以传递很大的扭矩，相较现有技术中的离合器，极大地减小了离合器的体积和重量，能够设置于从动齿轮和后输出轴之间，从而使齿轮箱体积更小、重量更轻，且能够传递大扭矩，结构简单，工作可靠。

3、优选的，本发明实施例采用的导向机构，在输出轴离合器结合前，先使所述鼠牙盘齿和所述鼠牙盘座齿结合，由于导向盘、鼠牙盘齿参照输出轴活塞外齿预先定位，通过导向机构各部件之间的巧妙配合，使得所述输出轴活塞外齿与所述后输出轴内齿啮合前即已对准，从而使输出轴活塞外齿与后输出轴内齿顺利啮合，结合平稳，避免部件损伤。

4、优选的，本发明实施例中输入联轴节与输入轴传动齿轮通过啮合方式实现传动连接，自外部动力源传递来的扭矩不经输入轴传递，直接输入至输入轴传动齿轮，在输入轴传动齿轮与顺车主动齿轮结合传动时，功率传递路线最短。

5、优选的，本发明实施例中前输出轴和后输出轴利用同一轴承支承时，结构简单，能够满足轴的支承要求，体积小，重量轻，支承点清晰，可靠性强。

6、优选的，本发明实施例通过使用两只滚动轴承和一只推力球轴承进行支承输出轴、输入轴，将齿轮的轴向力及齿轮的径向力分解后用不同的轴承承受，两个滚动轴承承受齿轮径向力，一个推力球轴承承受齿轮轴向力，解决了滚动轴承的受力能力差，寿命短的技术问题，使输入轴及倒车轴能够使用滚动轴承，从而减小了齿轮箱重量，并且结构简单，使用可靠。

7、优选的，本发明实施例的箱体组件采用前箱体、后箱体、下箱体装配而成完整箱体，提高了齿轮箱的装拆便捷性，易于进行批量生产，通过使用结合边、加强筋以及上、下箱体通过法兰配合固定，提高了箱体的刚性。

附图说明

图1为本发明实施例的齿轮箱的结构示意图；

图2为图1的D-D剖视图，示意性地表示输入轴组件以及输出轴组件的组成和结构；

图3为图1的C-C剖视图，示意性地表示输入轴组件的组成和结构；

图4为图1的B-B剖视图，示意性地表示输出轴组件的组成和结构；

图5为图1的A-A剖视图，示意性地表示倒车轴组件的组成和结构；

图6为本发明实施例中输出轴离合器和导向机构的局部放大示意图，示意性地表示了输出轴离合器的组成和结构；

图7为本发明实施例中输出轴离合器和导向机构的另一局部放大示意图；

图8为本发明实施例中输出轴离合器和导向机构的立体组成和结构示意图；

图9为本发明实施例中箱体组件的立体结构示意图；

图10为本发明实施例中箱体组件的剖视图。

附图标记说明：

输入联轴节1、输入轴传动齿轮2、第一滚动轴承3、输入轴4、顺车活塞5、顺车弹簧6、第一外摩擦片7、第一内摩擦片8、顺车主动齿轮9；

第二滚动轴承10、第一滚动轴承座11、第一推力球轴承12、输入轴座13、顺车进油套14、油泵联轴节15、油泵16、第六轴承17、第七轴承18、输出联轴节19；

后输出轴20、输出轴轴承21、导向盘22、鼠牙盘座23、鼠牙盘24、导向活塞25、输出轴弹簧座26、定位环27、输出轴弹簧28、输出轴活塞29；

从动齿轮30、前输出轴31、输出轴进油座32、第五轴承33、第三滚动轴承34、倒车传动齿轮35、第二外摩擦片36、第二内摩擦片37、倒车主动齿轮38、第四滚动轴承39；

第二推力球轴承40、倒车进油盖41、倒车轴42、倒车轴座43、第二滚动轴承座44、箱体组件45、倒车弹簧座46、倒车弹簧47、倒车活塞48、前箱体49；

倒顺车控制阀50、后箱体51、下箱体52、导向弹簧53、顺车离合器54、倒车离合器55、输出轴离合器56、顺车主动齿轮端的离合器座57、倒车主动齿轮端的离合器座58、顺车工作油路59；

倒车工作油路60、第一前输出轴工作油路61、第二前输出轴工作油路62。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

第一方面，发明实施例提供了一种输出轴离合器，用于控制齿轮箱的前输出轴31和后输出轴20之间结合传动或脱开。参考图2、图4以及图6-图8，在一个实施方式中，所述输出轴离合器56包括：

输出轴活塞29，所述输出轴活塞29的外壁具有输出轴活塞外齿，输出轴活塞29能够沿前输出轴31轴向滑动，输出轴活塞29具有第一位置和第二位置；

从动齿轮30具有从动齿轮内齿，所述从动齿轮内齿能够与所述输出轴活塞外齿啮合；后输出轴20具有后输出轴内齿，所述后输出轴内齿能够所述输出轴活塞外齿啮合；

当输出轴活塞29位于第一位置时，输出轴离合器56脱开，此时输出轴活塞外齿与后输出轴内齿脱开，前输出轴31和后输出轴20之间为脱开状态；当输出轴活塞29位于第二位置时，输出轴离合器56结合，此时输出轴活塞外齿同时与从动齿轮内齿和后输出轴内齿啮合。

在一个具体实施例中，所述从动齿轮30后端具有从动齿轮环形壁，所述从动齿轮环形壁内表面设置有从动齿轮内齿，所述输出轴活塞29具有输出轴活塞环形壁，所述输出轴活塞环形壁外表面设置有输出轴活塞外齿。例如，所述后输出轴20前端具有后输出轴环形壁，所述后输出轴环形壁内表面设置有内齿。所述从动齿轮环形壁与所述后输出轴环形壁相对设置。输出轴活塞29滑动套设于所述前输出轴31。

优选的，所述输出轴活塞29位于第一位置时，输出轴活塞外齿与从动齿轮内齿啮合。参考图2、4、6-8，在一个实施方式中，所述输出轴离合器56还包括：

输出轴弹簧座26，固定安装于所述前输出轴31上；

输出轴弹簧28，设置于所述输出轴弹簧座26和输出轴活塞29之间。所述输出轴活塞29在输出轴弹簧28的限制作用下位于第一位置，当液压系统工作时，所述输出轴活塞29在液压系统的作用下压缩输出轴弹簧28，并到达第二位置。

优选的，所述输出轴弹簧座26通过定位环27固定安装于所述前输出轴31上。所述定位环27固定于所述前输出轴31上，所述输出轴弹簧座26固定于所述定位环27上。所述定位环27，例如，由两个半环拼合而成。

所述前输出轴31设置有第一前输出轴工作油路61，所述第一前输出轴工作油路61用于输送推动所述输出轴活塞29向第二位置移动的工作油。

在一个具体实施例中，所述输出轴弹簧28主体至少部分地位于所述输出轴活塞环形壁内，输出轴弹簧28一端抵接于输出轴活塞内底面，另一端抵接于所述输出轴弹簧座26，在输出轴弹簧28的作用下，输出轴活塞29位于第一位置，此时，输出轴活塞外齿与后输出轴内齿脱开，仅与从动齿轮内齿啮合。

当液压系统工作时，在工作油的压力下，输出轴活塞29压缩输出轴弹簧28，输出轴活塞29沿前输出轴31向后输出轴20方向滑动，进入后输出轴20，从而使输出轴活塞外齿的一部分保持与从动齿轮内齿啮合，而另一部分与后输出轴内齿啮合，由此，输出轴活塞外齿同时与从动齿轮内齿和后输出轴内齿啮合，前输出轴30和后输出轴20处于结合状态，此时，输出轴活塞29处于第二位置。

所述定位环27还用于限定所述输出轴活塞29的行程，在一个具体实施例中，所述输出轴活塞29的内底面还设置有定位部，所述定位部与所述定位环27相对应。输出轴活塞29在液压系统的作用下，向后输出轴20方向滑动时，所述定位部抵接于所述定位环27时，输出轴活塞29停止滑动。所述输出轴活塞29具有外底面，所述外底面与所述从动齿轮底面之间具有间隙，工作油可以通过设置于前输出轴31上的第一前输出轴工作油路61进入该间隙，压力作用于输出轴活塞29的外底面，从而推动输出轴活塞29向后输出轴20方向滑动。

参考图2、4、6-8，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：

导向机构，用于在前输出轴31与后输出轴20结合时进行导向，以使二者平稳结合。

在一个实施方式中，所述导向机构设置于所述从动齿轮30和所述后输出轴20之间。

通过导向机构进行导向，能够使前输出轴31和后输出轴20结合顺畅，避免结合时导致部件损伤。

在一个实施方式中，所述导向机构包括：

导向活塞25，所述导向活塞25能够沿前输出轴31轴向滑动，导向活塞25具有第一位置和第二位置；

鼠牙盘24，所述鼠牙盘24固定于所述导向活塞25上，所述鼠牙盘24后端面具有鼠牙盘齿，所述鼠牙盘24具有鼠牙盘内齿；优选的，所述鼠牙盘齿为鼠牙盘端面齿，设置于所述鼠牙盘的端面上。

导向盘22，所述导向盘22固定于所述前输出轴31上；优选的，所述导向盘22具有导向盘内齿，所述前输出轴31具有前输出轴外齿，所述导向盘内齿与所述前输出轴外齿啮合固定；

所述导向盘22具有导向盘外齿，所述鼠牙盘内齿与所述导向盘外齿啮合，用于为所述鼠牙盘24滑动时导向；

鼠牙盘座23，所述鼠牙盘座23固定于所述后输出轴20上，所述鼠牙盘座23前端面具有鼠牙盘座齿，所述鼠牙盘座齿能够与所述鼠牙盘齿啮合；优选的，所述鼠牙盘座齿为鼠牙盘座端面齿，设置于所述鼠牙盘座的端面上。

所述导向活塞25位于第一位置时，所述鼠牙盘座齿与所述鼠牙盘齿脱开，所述导向活塞25位于第二位置时，所述鼠牙盘座齿与所述鼠牙盘齿啮合。

在一个实施方式中，所述导向机构还包括：

导向弹簧53，所述导向弹簧53设置于所述导向活塞25和所述导向盘22之间。

所述导向活塞25在导向弹簧53的作用下位于第一位置，所述导向活塞25在液压系统的作用下，压缩导向弹簧53位于第二位置。

优选的，所述前输出轴31设置有第一前输出轴工作油路61，所述第一前输出轴工作油路61还用于输送推动所述导向活塞25向第二位置移动的工作油。

在一个具体实施例中，所述输出轴弹簧座26与所述前输出轴31之间具有容纳空间，所述导向活塞25至少部分地设置于该容纳空间内，所述导向活塞25滑动套设于所述前输出轴31上。所述导向活塞25具有前端和后端，导向活塞25处于第一位置时，导向活塞前端抵接于所述输出轴弹簧座26的与所述前输出轴31相对的内壁上，所述导向活塞后端设置有容纳空间，所述导向弹簧53的主体至少部分地设置于该容纳空间内。

导向活塞后端固定安装所述鼠牙盘24，所述鼠牙盘24呈环状，鼠牙盘24具有前端面、后端面以及内壁面，所述鼠牙盘24的内壁面设置有鼠牙盘内齿，鼠牙盘后端面设置有鼠牙盘端面齿，所述鼠牙盘24和所述前输出轴31之间具有容纳空间；所述导向盘22至少部分地设置于该容纳空间内，所述导向盘22呈环状，固定安装于所述前输出轴31上，所述导向盘22的外表面设置有导向盘外齿，所述鼠牙盘内齿和导向盘外齿啮合。

当所述导向活塞25向所述后输出轴20方向滑动，推动所述鼠牙盘24滑动时，所述导向盘22用于为所述鼠牙盘24导向，所述导向盘22的内表面设置有导向盘内齿，所述前输出轴31外表面设置有前输出轴外齿，所述导向盘内齿与所述前输出轴外齿啮合固定；所述鼠牙盘座23呈环状，固定安装于所述后输出轴20的内端面上，所述鼠牙盘座23具有前表面，鼠牙盘座前表面设置有鼠牙盘座端面齿，所述鼠牙座端面齿能够与所述鼠牙盘端面齿啮合；所述导向弹簧53的一端抵接于所述导向活塞25，另一端抵接于所述导向盘22，在导向弹簧53的作用下，导向活塞25位于第一位置，此时，所述鼠牙盘齿与所述鼠牙盘座端面齿脱开。

当液压系统工作时，在工作油的压力下，导向活塞25压缩导向弹簧53，导向活塞25沿前输出轴31向后输出轴20方向滑动，推动所述鼠牙盘24在所述导向盘22的导向作用下，向所述鼠牙盘座23滑动，使所述鼠牙盘端面齿和所述鼠牙盘座端面齿啮合，此时，导向活塞25处于第二位置。

所述导向活塞25具有外底面，所述外底面与所述输出轴弹簧座26之间具有间隙，工作油可以通过设置于前输出轴31上的第一前输出轴工作油路61进入该间隙，使压力作用于导向活塞25的外底面，从而推动导向活塞25向后输出轴20方向滑动，进而推动所述鼠牙盘24向后输出轴20方向滑动。

由于导向盘内齿固定啮合在前输出轴上，导向盘外齿与鼠牙盘内齿啮合，从而使鼠牙盘24与前输出轴31定位；在导向活塞25移动时，推动鼠牙盘24移动，从而使鼠牙盘端面齿与固定在后输出轴20上的鼠牙盘座端面齿啮合，由于导向盘、鼠牙盘端面齿参照输出轴活塞外齿预先定位，因此，鼠牙盘与鼠牙盘座啮合后，使得从动齿轮内齿对准后输出轴内齿，从而使输出轴活塞外齿能够顺利与从动齿轮内齿和后输出轴内齿同时啮合。

现有技术中，齿轮箱一般都有固定的减速比，较常见的是3:1，输入扭矩一万牛米时，传递扭矩达三万牛米，而现有技术中为了传递三万牛米大扭矩，一般使用液压离合器，所使用的液压离合器体积庞大，离合器重量甚至占到齿轮箱重量的大部分。本发明实施例采用上述输出轴离合器56的组成和结构设计，输出轴活塞外齿与从动齿轮内齿和后输出轴内齿相互配合这一方式强度大，结合后可以传递很大的扭矩，相较现有技术中的离合器，极大地减小了离合器的体积和重量，能够设置于从动齿轮30和后输出轴20之间，从而使齿轮箱体积更小、重量更轻，且能够传递大扭矩，结构简单，工作可靠。

此外，本发明采用上述导向机构，利用所述前输出轴31设置的同一个第一前输出轴工作油路61输送推动所述输出轴活塞29和所述导向活塞25向所述后输出轴20方向滑动的工作油，通过使导向活塞25的油缸体积小于输出轴活塞29的油缸体积。

在一些可实现的方式中，导向弹簧53的弹力小于输出轴弹簧28的弹力，工作油输入时导向活塞25移动更快，例如，使输出轴活塞29移动1毫米的油量，导向活塞25可移动近10mm，故导向活塞25先使所述鼠牙盘齿和所述鼠牙盘座齿结合，由于导向盘、鼠牙盘齿参照输出轴活塞外齿预先定位，通过鼠牙盘内齿、导向盘外齿、鼠牙盘齿、鼠牙盘座齿之间的巧妙配合，使得所述输出轴活塞外齿与所述后输出轴内齿啮合前，二者即已对准，从而使输出轴活塞外齿与后输出轴内齿顺利啮合，结合平稳，避免部件损伤。

第二方面，参考图1-10，本发明实施例提出了一种齿轮箱，所述齿轮箱包括：

输入轴4，能够在第一动力装置的带动下转动，所述第一动力装置例如为柴油机；

输出轴，包括前输出轴31和后输出轴20；

输出轴离合器56，用于控制前输出轴31和后输出轴20之间结合传动或脱开。

所述后输出轴20能够与电机轴实现传动连接。优选的，所述电机为直流电机，可以实现电机轴的正传或反转。

所述后输出轴20连接负载机械，所述负载机械如螺旋桨等。

本发明实施例开创性地将输出轴设置为由输出轴离合器56控制结合或脱开的前输出轴31和后输出轴20，由此，能够实现以下工作模式：（1）仅由柴油机提供动力时，前输出轴31和后输出轴20经输出轴离合器56结合传动，动力经输入轴4、齿轮箱内其他传动部件及前输出轴31和后输出轴20向外输出；（2）柴油机停机，仅电机工作时，输出轴离合器56脱开，前输出轴31和后输出轴20脱开，齿轮箱中仅后输出轴20与电机轴连接，后输出轴20带动负载机械运行，并通过电机的正转或反转实现搭载有上述齿轮箱的运载工具的顺车或倒车操作，运载工具例如船只。在该工况下，齿轮箱中的其他传动部件以及液压系统等均不工作，能够极大程度降低齿轮箱噪音和震动；（3）当柴油机和电机同时提供动力，前输出轴31和后输出轴20经输出轴离合器56结合传动，此外，齿轮箱中后输出轴20与电机轴传动连接，由于直流电机能够随扭矩而改变转速，可以实现将电机动力与柴油机动力叠加，从而给船只提供更强的动力；（4）当柴油机工作时，电机还可以作为发电机使用，从而为电瓶充电、提供照明等。

参考图2和图4，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：

输入轴传动齿轮2，固装于所述输入轴4上，用于接收自第一动力装置输出的动力；

从动齿轮30，固装于所述前输出轴31上，用于接收自所述输入轴传动齿轮2经传动机构传递的动力；

所述前输出轴31与后输出轴20同轴设置，且二者脱开时能够相对转动；

所述输出轴离合器56设置于所述从动齿轮30和所述后输出轴20之间。

参考图2、4，在一个实施方式中，所述前输出轴31与后输出轴20通过同一轴承支承。例如，所述后输出轴20前端具有后输出轴环形壁，后输出轴环形壁围合成中空部，输出轴轴承21设置于所述后输出轴20内，例如，位于所述中空部内，由此，前输出轴31的后端通过输出轴轴承21支承在后输出轴20内，由此，前输出轴31与后输出轴20通过输出轴轴承21支承。

前输出轴31和后输出轴20利用同一轴承支承，结构简单，能够满足轴的支承要求，体积小，重量轻，支承点清晰，可靠性强。

在一个实施方式中，输入轴传动齿轮2呈中空结构，具有容纳空间，输入轴4的前端固定于该容纳空间内；顺车主动齿轮9空套于所述输入轴4上；顺车离合器54，用于控制所述输入轴传动齿轮2和所述顺车主动齿轮9之间结合传动或脱开，其中顺车离合器54包括顺车活塞5、顺车弹簧6、第一外摩擦片7和第一内摩擦片8。

输入轴传动齿轮2包括具有第一外径的前端部和具有第二外径的后端部，在其中空结构处形成台阶，由此，输入轴传动齿轮的后端部具有内底面，输入轴传动齿轮2的后端部具有环状壁结构，该环状壁的后端面上固定有承压板，从而在承压板和输入轴传动齿轮后端部内底面之间形成容纳空间，顺车活塞5、第一外摩擦片7和第一内摩擦片8设置于该容纳空间内，第一外摩擦片7和第一内摩擦片8位于顺车活塞5和输入轴传动齿轮2的后端的承压板之间；第一外摩擦片7和第一内摩擦片8的内齿与顺车主动齿轮9啮合。

顺车主动齿轮9的前端部呈中空结构，具有容纳空间，顺车主动齿轮端的离合器座57和顺车弹簧6的主体至少部分地设置于该容纳空间内，顺车弹簧6的一端抵接顺车活塞5，另一端抵接顺车主动齿轮端的离合器座57。

顺车活塞5的前端面与输入轴传动齿轮2的后端部的内底面之间具有间隙，输入轴4具有与该间隙连通的顺车工作油路59，工作油可以通过顺车工作油路59进入该间隙，向顺车活塞5传递压力。

顺车活塞5在顺车弹簧6的作用下位于第一位置，此时，顺车离合器54脱开；顺车活塞5在液压系统的作用下压缩顺车弹簧6，使顺车活塞5位于第二位置，压紧第一外摩擦片7和第一内摩擦片8，此时，顺车离合器54结合，输入轴传动齿轮2和顺车主动齿轮9结合传动。

参考图2-4，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：输入轴传动齿轮2，固定于所述输入轴4上，所述输入轴传动齿轮2用于接收自第一动力装置输出的动力；

顺车主动齿轮9，所述顺车主动齿轮9空套于所述输入轴4上；

所述从动齿轮30具有外齿，所述顺车主动齿轮9与从动齿轮外齿啮合；

顺车离合器54，用于控制所述输入轴传动齿轮2和所述顺车主动齿轮9之间结合传动或脱开。

优选的，所述输入轴传动齿轮2呈中空结构，具有容纳空间，所述输入轴4固定于所述容纳空间内。

在一个实施方式中，所述顺车离合器54为液压湿式多片摩擦式离合器。

在一个实施方式中，所述顺车离合器54包括：

顺车活塞5，所述顺车活塞5能够沿所述输入轴4滑动，顺车活塞5具有第一位置和第二位置；

顺车活塞5位于第一位置时，所述输入轴传动齿轮2和所述顺车主动齿轮9脱开，顺车活塞5位于第二位置时，所述输入轴传动齿轮2和所述顺车主动齿轮9结合传动。

在一个实施方式中，所述顺车离合器54还包括：

顺车主动齿轮端的离合器座57，设置于所述顺车主动齿轮9的前端，具有顺车离合器座外齿；

第一外摩擦片7和第一内摩擦片8，第一外摩擦片7和第一内摩擦片8，所述第一外摩擦片7具有第一外摩擦片外齿，所述第一内摩擦片8具有第一内摩擦片内齿，所述输入轴传动齿轮2具有输入轴传动齿轮内齿，所述第一外摩擦片外齿与所述输入轴传动齿轮内齿啮合，所述第一内摩擦片内齿与所述顺车离合器座外齿啮合；所述第一外摩擦片7和第一内摩擦片8在工作油的作用下压紧后使所述输入轴传动齿轮2与所述顺车主动齿轮9结合传动；

所述输入轴传动齿轮2的后端固定有承压板，所述第一外摩擦片7和第一内摩擦片8设置于所述顺车活塞5和所述输入轴传动齿轮2的后端的承压板之间；

顺车弹簧6，所述顺车弹簧6设置于所述顺车活塞5和顺车主动齿轮端的离合器座57之间。

所述顺车活塞5在顺车弹簧6的作用下位于第一位置，所述顺车活塞5在液压系统的作用下，压缩顺车弹簧6，顺车活塞5向所述输入轴4的后端方向移动至位于第二位置，顺车活塞5位于第二位置时，顺车活塞5后端面、第一外摩擦片7、第一内摩擦片8和输入轴传动齿轮后端的承压板内表面受到外部压力从而相互压紧接合，从而使输入轴传动齿轮2转动时，能够带动第一外摩擦片7、第一内摩擦片8转动，进而带动所述顺车主动齿轮9转动，最终带动从动齿轮30转动。

在一个具体实施例中，所述输入轴传动齿轮2呈中空结构，包括具有第一外径的前端部和具有第二外径的后端部，在其中空结构处形成台阶，由此，输入轴传动齿轮的后端部具有内底面，输入轴传动齿轮2的后端部具有环状壁结构，该环状壁的后端面上固定有承压板，从而在承压板和输入轴传动齿轮后端部内底面之间形成容纳空间，所述顺车活塞5、所述第一外摩擦片7和第一内摩擦片8设置于该容纳空间内。

所述顺车主动齿轮9还与所述从动齿轮外齿啮合；所述顺车主动齿轮9的前端部呈中空结构，具有容纳空间，所述顺车弹簧6的主体至少部分地设置于该容纳空间内，顺车弹簧6的一端抵接在所述顺车活塞5上，另一端抵接在该容纳空间内设置在所述顺车主动齿轮9上的顺车主动齿轮端的离合器座57上。

所述顺车活塞5的前端面与所述输入轴传动齿轮2的后端部的内底面之间具有间隙，所述输入轴4具有顺车工作油路59，所述顺车工作油路59用于输送推动所述顺车活塞5向第二位置移动的工作油，所述顺车工作油路59与该间隙连通，工作油可以通过顺车工作油路59进入该间隙，向所述顺车活塞5传递压力，使顺车活塞5向输入轴4的后端方向移动至位于第二位置，从而压紧第一外摩擦片7和第一内摩擦片8。

参考图2-4，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：

输入联轴节1，用于接收自第一动力装置输出的动力，所述第一动力装置，例如柴油机，柴油机飞轮连接输入联轴节1，从而向齿轮箱提供动力。

参考图2-4，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：

输出联轴节19，所述输出联轴节19固装于所述后输出轴20上，用于向外输出动力，且所述输出联轴节19与所述后输出轴20传动相连。

参考图2、5，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：

倒车轴42，所述倒车传动齿轮35固定于倒车轴42上，所述输入轴传动齿轮2与所述倒车传动齿轮35啮合；

倒车主动齿轮38，空套于倒车轴42上，所述倒车主动齿轮38与所述从动齿轮外齿啮合；倒车离合器55，用于控制倒车传动齿轮35和倒车主动齿轮38之间结合传动或脱开。

在一个实施方式中，所述倒车离合器55为液压湿式多片摩擦式离合器。

在一个实施方式中，所述倒车离合器55包括：

倒车活塞48，所述倒车活塞48能够沿所述倒车轴42滑动，倒车活塞48具有第一位置和第二位置；

倒车活塞48位于第一位置时，所述倒车传动齿轮35和所述倒车主动齿轮38脱开，倒车活塞48位于第二位置时，所述倒车传动齿轮35和所述倒车主动齿轮38结合传动。

在一个实施方式中，所述倒车离合器55还包括：

倒车主动齿轮端的离合器座58，设置于所述倒车主动齿轮38的前端，具有倒车离合器座外齿；

第二外摩擦片36和第二内摩擦片37，所述第二外摩擦片36具有第二外摩擦片外齿，所述第二内摩擦片37具有第二内摩擦片内齿，所述倒车传动齿轮35具有倒车传动齿轮内齿，所述第二外摩擦片外齿与所述倒车传动齿轮内齿啮合，所述第二内摩擦片内齿与所述倒车离合器座外齿啮合；

所述倒车传动齿轮35的后端固定有承压板，所述第二外摩擦片36和第二内摩擦片37设置于所述倒车活塞48和所述倒车传动齿轮35的后端的承压板之间；

倒车弹簧座46，设置于所述倒车主动齿轮38的前端；

倒车弹簧47，所述倒车弹簧47设置于所述倒车活塞48和倒车弹簧座46之间。

所述倒车活塞48在倒车弹簧47的作用下位于第一位置，所述倒车活塞48在液压系统的作用下，压缩倒车弹簧47，倒车活塞48向所述倒车轴42的后端方向移动至位于第二位置，倒车活塞48位于第二位置时，倒车活塞48的后端面、第二外摩擦片36、第二内摩擦片37和倒车传动齿轮35后端的承压板内表面受到外部压力从而相互压紧接合，从而使倒车传动齿轮35转动时，能够带动第二外摩擦片36、第二内摩擦片37转动，进而带动所述倒车主动齿轮38转动，最终带动从动齿轮30转动。

在一个具体实施例中，所述倒车传动齿轮35呈中空结构，包括具有第一外径的前端部和具有第二外径的后端部，在其中空结构处形成台阶，由此，倒车传动齿轮35的后端部具有内底面，倒车传动齿轮35的后端部具有环状壁结构，该环状壁的后端面上固定有承压板，从而在承压板和倒车传动齿轮35的后端部内底面之间形成容纳空间，所述第二外摩擦片36和第二内摩擦片37设置于该容纳空间内；

所述倒车主动齿轮38还与所述从动齿轮外齿啮合；所述倒车主动齿轮38的前端部呈中空结构，具有容纳空间，所述倒车弹簧47的主体至少部分地设置于该容纳空间内，倒车弹簧47一端抵接所述倒车活塞48，另一端抵接在该容纳空间内设置在所述倒车主动齿轮38上的倒车弹簧座46上。

所述倒车活塞48的前端面与所述倒车传动齿轮35的后端部的内底面之间具有间隙，所述倒车轴42具有倒车工作油路60，所述倒车工作油路60用于输送推动所述倒车活塞48向第二位置移动的工作油，所述倒车工作油路60与该间隙连通，工作油可以通过倒车工作油路60进入该间隙，向所述倒车活塞48传递压力，使倒车活塞48向倒车轴42的后端方向移动至位于第二位置，从而压紧第二外摩擦片36和第二内摩擦片37。

参考图1-5，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括液压系统：

所述液压系统包括倒顺车控制阀50，油泵16，工作油路，顺车进油套14，倒车进油盖41，以及输出轴进油座32；

所述倒顺车控制阀50用于控制顺车离合器54、倒车离合器55的结合传动或脱开；

所述油泵16通过油泵联轴节15连接所述输入轴4的后端，与所述输入轴4同轴转动，用于将工作油输送至输出轴离合器56及倒顺车控制阀50；

所述工作油路包括设置在输入轴4内的顺车工作油路59，设置在倒车轴42内的倒车工作油路60，和设置在前输出轴31内的第一前输出轴工作油路61和第二前输出轴工作油路62；

所述顺车进油套14设置于所述输入轴4的后端，与倒顺车控制阀50连接，用于向顺车工作油路59输入工作油，从而控制顺车活塞5在第一位置和第二位置之间移动；

所述倒车进油盖41设置于所述倒车轴42的后端，与倒顺车控制阀50连接，用于向倒车工作油路60输入工作油，从而控制倒车活塞48在第一位置和第二位置之间移动；

所述输出轴进油座32设置于所述前输出轴31的前端，用于向第一前输出轴工作油路61输入工作油，从而控制输出轴活塞29和导向活塞25分别在其第一位置和第二位置之间移动，输出轴活塞29移动到第二位置时，接通第二前输出轴工作油路62，使工作油经第二前输出轴工作油路62进入倒顺车控制阀50。

由于油泵16与输入轴4通过油泵联轴节15连接，因此，柴油机带动输入轴4转动时，能够驱动油泵16工作。

具体的，柴油机启动后，在柴油机的带动下，输入轴4转动，带动油泵16开始工作，油泵16使工作油经第一前输出轴工作油路61作用于输出轴离合器56，推动输出轴活塞29移动到定位环27时，使输出轴离合器56结合，并接通第二前输出轴工作油路62，工作油经第二前输出轴工作油路62进入倒顺车控制阀50，倒顺车控制阀50工作油路接通，可进行倒、顺车控制操作。

参考图2-5，在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：

箱体组件45，所述输入轴4的前端通过套设在输入轴传动齿轮2上的第一滚动轴承3支承在所述箱体组件45上，所述输入轴4的后端紧配安装输入轴座13，输入轴4的后端通过套设在所述输入轴座13上的第二滚动轴承10和第一推力球轴承12支承在所述箱体组件45上，且所述第一推力球轴承12通过与所述箱体组件45紧连的第一滚动轴承座11承受所述输入轴4的轴向力；

在一些可实现的方式中，所述倒车轴42的前端通过套设在倒车传动齿轮35上的第三滚动轴承34支承在所述箱体组件45上，所述倒车轴42的后端紧配安装倒车轴座43，倒车轴42的后端通过套设在所述倒车轴座44上的第四滚动轴承39和第二推力球轴承40支承在所述箱体组件45上，且所述第二推力球轴承40通过与所述箱体组件45紧连的第二滚动轴承座44承受所述倒车轴42的轴向力。

现有技术中齿轮箱一般使用多个滑动轴承分别支承输入轴和倒车轴，导致齿轮箱体积大、重量大，而滚动轴承由于强度不足，受力能力差，无法在大功率场景下使用的齿轮箱中用于支承输入轴和倒车轴，勉强使用则轴承寿命过短。

而本发明实施例中，输入轴4、倒车轴42通过使用两只滚动轴承和一只推力轴承，优选推力球轴承，进行支承，将齿轮的轴向力及齿轮的径向力分解后由不同的轴承承受，两个滚动轴承承受齿轮径向力，一个推力轴承承受齿轮轴向力，解决了滚动轴承受力能力差，寿命短的技术问题，使输入轴及倒车轴能够使用滚动轴承，从而减小了齿轮箱重量，并且结构简单，使用可靠。

在一个实施方式中，所述齿轮箱还包括：

所述前输出轴31的前端通过第五轴承33支承在所述箱体组件45上，输出轴轴承21套设于所述前输出轴31的后端，所述后输出轴20套设于所述输出轴轴承21上；

所述后输出轴20通过第六轴承17和第七轴承18支撑在所述箱体组件45上。

参考图1、9、10，在一个实施方式中，所述箱体组件45包括：

前箱体49、后箱体51和下箱体52；

所述前箱体49与所述后箱体51装配成上箱体，且在前箱体49与后箱体51的配合处设置结合边；

所述上箱体和/或所述下箱体52的表面设置有加强筋；所述上箱体与所述下箱体52通过法兰配合固定。

本发明实施例的箱体组件采用前箱体、后箱体、下箱体装配而成完整箱体，提高了齿轮箱的装拆便捷性，易于进行批量生产，通过使用结合边、加强筋以及上、下箱体通过法兰配合固定，提高了箱体的刚性。

本发明实施例的齿轮箱的主要传动关系为：输入联轴节1与输入轴4传动连接，输入轴传动齿轮2与顺车主动齿轮9通过顺车离合器54连接，顺车主动齿轮9可以与固装于前输出轴31上的从动齿轮30啮合，输入轴传动齿轮2还可以与倒车传动齿轮35啮合，倒车传动齿轮35与倒车主动齿轮38通过倒车离合器55连接，倒车主动齿轮38与从动齿轮30啮合，前输出轴31与后输出轴20通过输出轴离合器56连接，后输出轴20与输出联轴节19传动连接。

本发明实施例的齿轮箱的工作方式如下：

本发明实施例的顺车离合器54的工作方式为：当倒顺车控制阀50发出顺车指令时，液压系统工作，工作油自顺车工作油路59推动顺车活塞5，从而推动第一外摩擦片7和第一内摩擦片8压紧，输入轴传动齿轮2和顺车主动齿轮9结合；当倒顺车控制阀50指令停位时，顺车活塞5在顺车弹簧6作用下退回，第一外摩擦片7和第一内摩擦片8松开，输入轴传动齿轮2和顺车主动齿轮9脱开。

本发明实施例的倒车离合器55的工作方式为：当倒顺车控制阀50发出倒车指令时，液压系统工作，工作油自倒车工作油路60推动倒车活塞48，从而推动第二外摩擦片36和第二内摩擦片37压紧，倒车传动齿轮35与倒车主动齿轮38结合；当倒顺车控制阀50指令停位时，倒车活塞48在倒车弹簧47作用下退回，第二外摩擦片36和第二内摩擦片37松开，倒车传动齿轮35与倒车主动齿轮38脱开。

本发明实施例的输出轴离合器的工作方式为：柴油机启动，带动输入轴4转动，进而带动油泵16工作，使工作油经第一前输出轴工作油路61分别推动导向活塞25和输出轴活塞29，导向活塞25先到达预设位置，导向活塞25推动鼠牙盘24移动，鼠牙盘24在导向盘22的导向作用下移动，直至与鼠牙盘座23啮合，此时，后输出轴内齿与输出轴活塞外齿对应，在工作油的压力下，输出轴活塞29继续移动，直到到达定位环27所限定的预设位置，输出轴活塞外齿同时与从动齿轮内齿和后输出轴内齿啮合，前输出轴31与后输出轴20结合；液压系统停止工作时，在输出轴弹簧28的作用下，输出轴活塞29退回，在导向弹簧53的作用下，导向活塞25退回，带动鼠牙盘24退回，此时，前输出轴31与后输出轴20脱开。

柴油机启动，油泵16即开始工作，工作油驱动输出轴离合器56，使前输出轴31与后输出轴20结合；柴油机飞轮与输入轴4经输入联轴节1连接，柴油机动力输入齿轮箱，同时，工作油进入倒顺车控制阀50，倒顺车控制阀50可对齿轮箱进行倒车或顺车操作；齿轮箱后输出轴20连接负载机械，如螺旋桨，由此，柴油机通过齿轮箱驱动负载机械工作。

柴油机熄火，油泵16即停止工作，输出轴离合器56使前输出轴31与后输出轴20脱开，齿轮箱后输出轴20连接电机轴，电机启动，电机轴带动齿轮箱后输

出轴20转动，进而通过齿轮箱后输出轴20连接负载机械，如螺旋桨，由此，电机驱动负载机械工作，后输出轴空转，齿轮箱不工作，不会因油泵16停止工作导致缺少工作油润滑而损坏。

第三方面，本发明实施例还提出一种运载工具，该运载工具包括上文所述的齿轮箱。所述的运载工具，例如为船。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种输出轴离合器，其特征在于，所述输出轴离合器（56）用于控制齿轮箱的前输出轴（31）和后输出轴（20）之间结合传动或脱开；其包括：

输出轴活塞（29），所述输出轴活塞（29）能够沿前输出轴（31）轴向滑动，输出轴活塞（29）具有第一位置和第二位置；

所述输出轴活塞（29）位于第一位置时，所述输出轴离合器（56）脱开，此时前输出轴（31）和后输出轴（20）之间为脱开状态，所述输出轴活塞（29）位于第二位置时，所述输出轴离合器（56）结合，前输出轴（31）和后输出轴（20）之间为结合状态；

导向机构，设置于从动齿轮（30）和所述后输出轴（20）之间，所述从动齿轮（30）安装于所述前输出轴（31）上，用于接收经齿轮箱的传动机构传递的动力；且所述导向机构用于在前输出轴（31）与后输出轴（20）结合时进行导向；

所述导向机构包括：

导向活塞（25），所述导向活塞（25）能够沿前输出轴（31）轴向滑动，导向活塞（25）具有第一位置和第二位置；

鼠牙盘（24），所述鼠牙盘（24）与所述导向活塞（25）相连，所述鼠牙盘（24）具有鼠牙盘齿；

鼠牙盘座（23），所述鼠牙盘座（23）设于所述后输出轴（20）上，所述鼠牙盘座（23）具有鼠牙盘座齿，且所述鼠牙盘座齿用于与所述鼠牙盘齿啮合；

所述导向活塞（25）位于第一位置时，所述鼠牙盘座齿与所述鼠牙盘齿脱开，所述导向活塞（25）位于第二位置时，所述鼠牙盘座齿与所述鼠牙盘齿啮合。

2.如权利要求1所述的输出轴离合器，其特征在于，

所述输出轴活塞（29）具有输出轴活塞外齿，所述输出轴活塞外齿用于与从动齿轮（30）的内齿相啮合；

所述后输出轴（20）具有后输出轴内齿，所述后输出轴内齿用于与所述输出轴活塞外齿啮合；

所述输出轴活塞（29）位于第一位置时，输出轴活塞外齿与从动齿轮内齿啮合，且输出轴活塞外齿与后输出轴内齿脱开；

所述输出轴活塞（29）位于第二位置时，输出轴活塞外齿同时与从动齿轮内齿和后输出轴内齿啮合。

3.如权利要求2所述的输出轴离合器，其特征在于，还包括：

输出轴弹簧座（26），其设置于所述前输出轴（31）上；

输出轴弹簧（28），其设置于所述输出轴弹簧座（26）和输出轴活塞（29）之间；

所述输出轴活塞（29）在输出轴弹簧（28）限制作用下位于第一位置，当液压系统工作时，所述输出轴活塞（29）在液压系统的作用下压缩输出轴弹簧（28），并到达第二位置。

4.如权利要求3所述的输出轴离合器，其特征在于，所述导向机构还包括：

导向盘（22），所述导向盘（22）设于所述前输出轴（31）上，所述导向盘（22）具有导向盘外齿；

所述鼠牙盘（24）具有鼠牙盘内齿，所述鼠牙盘内齿与所述导向盘外齿啮合，用于对所述鼠牙盘（24）的滑动进行导向；

和/或，所述导向盘（22）具有导向盘内齿，所述前输出轴（31）具有前输出轴外齿，所述导向盘内齿与所述前输出轴外齿相啮合。

5.如权利要求4所述的输出轴离合器，其特征在于，所述导向机构还包括：

导向弹簧（53），所述导向弹簧（53）设置于所述导向活塞（25）和所述导向盘（22）之间；

所述导向活塞（25）在导向弹簧（53）的限制作用下位于第一位置，当液压系统工作时，所述导向活塞（25）在液压系统的作用下压缩导向弹簧（53），并到达第二位置；

和/或，所述导向活塞（25）具有前端和后端，导向活塞（25）处于第一位置时，导向活塞前端抵接于所述输出轴弹簧座（26），导向活塞后端设置有容纳空间；

和/或，所述导向弹簧（53）的主体至少部分地设置于导向活塞后端的容纳空间内；

和/或，所述导向活塞后端面上安装有所述鼠牙盘（24）。

6.一种齿轮箱，所述齿轮箱包括输入轴（4）和输出轴，其特征在于，

所述输出轴包括前输出轴（31）和后输出轴（20）；

所述齿轮箱还包括如权利要求1-5任一项所述的输出轴离合器（56），所述输出轴离合器（56）用于控制前输出轴（31）和后输出轴（20）之间结合传动或脱开，所述前输出轴（31）与后输出轴（20）同轴设置；

仅由柴油机提供动力时，前输出轴（31）和后输出轴（20）经输出轴离合器（56）结合传动，动力经输入轴（4）、齿轮箱内其他传动部件及前输出轴（31）和后输出轴（20）向外输出；

仅由电机提供动力时，输出轴离合器（56）脱开，前输出轴（31）和后输出轴（20）脱开，齿轮箱中仅后输出轴（20）与电机轴连接；

柴油机和电机同时提供动力时，前输出轴（31）和后输出轴（20）经输出轴离合器（56）结合传动，且齿轮箱中后输出轴（20）与电机轴连接。

7.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，

所述前输出轴（31）与后输出轴（20）通过同一轴承支承。

8.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，

所述前输出轴（31）与后输出轴（20）通过输出轴轴承（21）支承；

和/或，所述输出轴轴承（21）套设于所述前输出轴（31）上，且所述输出轴轴承（21）内嵌于所述后输出轴（20）内；

和/或，所述输出轴轴承（21）套设于所述后输出轴（20）上，且所述输出轴轴承（21）内嵌于所述前输出轴（31）内。

9.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，还包括：

输入联轴节（1），所述输入联轴节（1）与输入轴（4）相连，用于驱动输入轴（4）转动；

所述输入轴（4）上设有输入轴传动齿轮（2），且所述输入轴（4）上空套设有顺车主动齿轮（9）；

和/或，所述顺车主动齿轮（9）能够与所述从动齿轮（30）相啮合，用于驱动所述前输出轴（31）转动；

和/或，所述后输出轴（20）能够与电机轴实现传动连接；

和/或，所述电机为直流电机。

10.如权利要求9所述的齿轮箱，其特征在于，还包括液压系统：

所述液压系统包括倒顺车控制阀（50）和工作油路；

所述倒顺车控制阀（50）用于控制顺车离合器（54）、倒车离合器（55）的结合传动或脱开；

所述工作油路用于输送工作油，包括设置在输入轴（4）内的顺车工作油路（59），设置在倒车轴（42）内的倒车工作油路（60），和设置在前输出轴（31）内的第一前输出轴工作油路（61）和第二前输出轴工作油路（62）；

油泵（16）能够在输入轴（4）的带动下工作，用于将工作油输送至输出轴离合器（56）及倒顺车控制阀（50）。

11.如权利要求10所述的齿轮箱，其特征在于，

所述液压系统还包括油泵（16），顺车进油套（14），倒车进油盖（41）以及输出轴进油座（32）；

所述顺车进油套（14）与倒顺车控制阀（50）连接，用于向顺车工作油路（59）输入工作油；

所述倒车进油盖（41）与倒顺车控制阀（50）连接，用于向倒车工作油路（60）输入工作油；

所述输出轴进油座（32）与油泵（16）连接，用于向第一前输出轴工作油路（61）输入工作油。

12.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，还包括：

箱体组件（45），所述箱体组件（45）包括前箱体（49）、后箱体（51）和下箱体（52），所述前箱体（49）与所述后箱体（51）装配成上箱体；

和/或，所述上箱体在前箱体（49）与后箱体（51）的配合处设置结合边；

和/或，所述下箱体（52）的表面设置有加强筋；

和/或，所述上箱体与所述下箱体（52）通过法兰配合固定。

13.一种运载工具，其特征在于，包括齿轮箱，所述齿轮箱如权利要求6-12任一项所述；

和/或，所述运载工具为船。