CN219932867U - 一种双速比船用齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双速比船用齿轮箱，包括设有快档部件、慢档部件以及输出部件的箱体，快档离合器的一侧用于与船舶主机连接、另一侧与输出主动齿轮连接；快档离合器上套设有换挡主动齿轮，快档轴上、位于快档离合器与输出主动齿轮之间设有中间传动齿轮；慢档部件包括慢档轴、设于其上的慢档离合器和慢档传动齿轮，慢档离合器上套设有换挡从动齿轮，且换挡从动齿轮与换挡主动齿轮啮合，慢档传动齿轮与慢档离合器连接，中间传动齿轮与慢档传动齿轮啮合；输出部件包括输出轴和设于其上的输出齿轮，输出齿轮与输出主动齿轮啮合，且输出轴用于与船舶的艉轴连接。采用上述结构设置的双速比船用齿轮箱结构简单、制造成本低。

Description

一种双速比船用齿轮箱

技术领域

本实用新型涉及船用齿轮箱技术领域，更具体地说，涉及一种双速比船用齿轮箱。

背景技术

目前海洋渔船常用自由航行和拖网航行两种工作模式，这两种工作模式对螺旋桨以及齿轮箱的要求存在较大的差别，为使在两种工作模式下柴油机都处于额定工况，以获得稳定的功率输出，这就要求齿轮箱能提供两种速比，即顺车有快、慢两档，从而实现艉轴输出不同的转速。传统双速比齿轮箱，在不改变螺旋桨螺距的情况下，增加中间轴部件实现同向双速比，形成慢档轴、快档轴及中间轴三轴并联，结构复杂，经济性差。

综上所述，如何提供一种结构简单、制造成本低的双速比船用齿轮箱，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种双速比船用齿轮箱，该双速比船用齿轮箱结构简单、制造成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种双速比船用齿轮箱，包括箱体，所述箱体中设有快档部件、慢档部件以及输出部件；

所述快档部件包括快档轴和设于其上的快档离合器、输出主动齿轮，所述快档离合器的一侧用于与船舶主机连接、另一侧与所述输出主动齿轮连接；所述快档离合器上套设有换挡主动齿轮，所述快档轴上、位于所述快档离合器与所述输出主动齿轮之间设有中间传动齿轮；

所述慢档部件包括慢档轴和设于其上的慢档离合器、慢档传动齿轮，所述慢档离合器上套设有换挡从动齿轮，且所述换挡从动齿轮与所述换挡主动齿轮啮合，所述慢档传动齿轮与所述慢档离合器连接，所述中间传动齿轮与所述慢档传动齿轮啮合；

所述输出部件包括输出轴和设于其上的输出齿轮，所述输出齿轮与所述输出主动齿轮啮合，且所述输出轴用于与船舶的艉轴连接。

优选的，所述快档离合器的一侧与输入油缸的一端连接，所述输入油缸的另一端依次通过输入法兰、联轴器与所述船舶主机连接。

优选的，所述箱体中还设有辅助功率输出部件，所述辅助功率输出部件中的辅助功率输出轴上设有辅助输出离合器和辅助输出从动齿轮，且所述快档轴上、位于所述快档离合器与所述输入法兰之间设有辅助输出主动齿轮，所述辅助输出主动齿轮与所述辅助输出从动齿轮啮合，所述辅助功率输出轴用于与发电机连接。

优选的，所述箱体中还设有辅助功率输入部件，所述辅助功率输入部件中的辅助输入离合器设于所述辅助功率输出轴上，且所述辅助输入离合器上套设有辅助输入主动齿轮，所述辅助输入主动齿轮与所述中间传动齿轮啮合。

优选的，所述快档轴、所述慢档轴、所述输出轴以及所述辅助功率输出轴的两端分别通过滚动轴承或滑动轴承支撑于所述箱体上。

优选的，所述快档部件与所述输出部件垂直异心设置，所述慢档部件与所述快档部件斜异心设置，所述辅助功率输出部件和所述辅助功率输入部件同轴布置且与所述快档部件垂直异心设置。

优选的，所述箱体包括箱盖、第一箱体、第二箱体和第三箱体，所述箱盖与所述第一箱体之间的分箱面位于所述辅助功率输出部件和所述辅助功率输入部件的水平中心面，所述第一箱体与所述第二箱体之间的分箱面位于所述快档部件和所述慢档部件的斜向中心面，所述第二箱体与所述第三箱体的分箱面位于所述输出部件的水平中心面。

优选的，所述箱体上设有油泵，用于向离合器供油以实现其脱开或接合，并提供齿轮和轴承的润滑油，所述油泵与所述快档离合器、所述慢档离合器之间的连接管道上设有第一换向阀，所述油泵与所述辅助输出离合器、所述辅助输入离合器之间的连接管道上设有第二换向阀。

相较于上述背景技术，本实用新型提供的双速比船用齿轮箱在使用时，启动船舶主机，船舶主机的输出动力并带动快档离合器上的换挡主动齿轮旋转，当快档离合器和慢档离合器均处于脱开状态时，输出部件的输出轴不转动；当仅快档离合器处于接合状态时，动力经快档离合器传递至输出主动齿轮，输出主动齿轮与输出齿轮啮合带动输出轴旋转，实现快速运行；当仅慢档离合器处于接合状态时，动力经换挡主动齿轮传递至换挡从动齿轮，并通过慢档离合器带动慢档传动齿轮旋转，慢档传动齿轮与中间传动齿轮啮合带动输出主动齿轮旋转，输出主动齿轮与输出齿轮啮合带动输出轴旋转，实现低速运行；所以，本申请采用两种速比，具有快、慢两档，实现渔船自由航行时高速航行、拖网作业时大拖力航行。

另外，本申请通过中间传动齿轮实现慢档传动齿轮与输出主动齿轮之间的动力传递，使得慢档传动齿轮与输出主动齿轮保持同向旋转，从而实现输出轴同样旋转方向不同速比，相应的，实现船舶在不同航行工况下高低速切换。所以，与传统双速比船用齿轮箱相比，本申请利用安装在快速轴上的中间传动齿轮代替中间轴部件，结构简单、结构紧凑以及制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种双速比船用齿轮箱的传动原理图；

图2为本实用新型所提供的一种双速比船用齿轮箱第二箱体内部的结构示意图。

图中：

1为箱盖、2为第一箱体、3为第二箱体、4为第三箱体、5为快档部件、6为慢档部件、7为输出部件、8为PTO/PTI部件、9为油泵、10为第一换向阀、11为第二换向阀、12为滑动轴承、13为滚动轴承、14为输入法兰、15为输入油缸、16为输出法兰、17为PTO/PTI输出法兰；

51为快档轴、52为辅助输出主动齿轮、53为快档离合器、54为换挡主动齿轮、55为中间传动齿轮、56为输出主动齿轮；

61为慢档轴、62为慢档离合器、63为换挡从动齿轮、64为慢档传动齿轮；

71为输出轴、72为输出齿轮；

81为辅助功率输出轴、82为辅助输出从动齿轮(PTO从动齿轮)、83为辅助输出离合器(PTO离合器)、84为辅助输入主动齿轮(PTI主动齿轮)、85为辅助输入离合器(PTI离合器)。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种双速比船用齿轮箱，该双速比船用齿轮箱结构简单、制造成本低。

请参考图1，本申请提供一种双速比船用齿轮箱，包括箱体，箱体中设有快档部件5、慢档部件6以及输出部件7。

快档部件5包括快档轴51和设于其上的设有快档离合器53、输出主动齿轮56，快档离合器53的一侧用于与船舶主机连接、另一侧与输出主动齿轮56连接；快档离合器53上套设有换挡主动齿轮54，快档轴51上、位于快档离合器53与输出主动齿轮56之间设有中间传动齿轮55。

慢档部件6包括慢档轴61和设于其上的慢档离合器62、慢档传动齿轮64，慢档离合器62上套设有换挡从动齿轮63，且换挡从动齿轮63与换挡主动齿轮54啮合，慢档传动齿轮64与慢档离合器62连接，中间传动齿轮55与慢档传动齿轮64啮合。

输出部件7包括输出轴71和设于其上的输出齿轮72，输出齿轮72与输出主动齿轮56啮合，且输出轴71通过输出法兰16与艉轴连接。

具体的，快档轴51、慢档轴61及输出轴71均可旋转地安装在箱体上，且输出轴71的端部与艉轴传动连接，以带动艉轴上的螺旋桨旋转，快档轴51上套设快档离合器53，快档离合器53的右侧与船舶主机的输出端传动连接，快档离合器53的左侧通过滑动轴承12与输出主动齿轮56过盈连接，且输出主动齿轮56与套设在输出轴71上的输出齿轮72相互啮合，以实现船舶电机的输出动力经过快档部件5传递于艉轴，使得船舶高速航行；慢档轴61上套设慢档离合器62，慢档离合器62与快档离合器53对应设置，且慢档离合器62的壳体上套设换挡从动齿轮63，相应的，快档离合器53的壳体上套设换挡主动齿轮54，换挡从动齿轮63与换挡主动齿轮54相互啮合，慢档离合器62的左侧通过滑动轴承12与慢档传动齿轮64过盈连接，快档轴51上并与慢档传动齿轮64对应的位置处套设中间传动齿轮55，中间传动齿轮55与输出主动齿轮56过盈连接，以实现船舶主机的输出动力经过慢档部件传递于艉轴，使得船舶低速航行。

使用时，启动船舶主机，船舶主机的输出动力并带动快档离合器53上的换挡主动齿轮54旋转，当快档离合器53和慢档离合器62均处于脱开状态时，输出部件7的输出轴71不转动；当仅快档离合器53处于接合状态时，动力经快档离合器53传递至输出主动齿轮56，输出主动齿轮56与输出齿轮72啮合带动输出轴71旋转，实现快速运行；当仅慢档离合器62处于接合状态时，动力经换挡主动齿轮54传递至换挡从动齿轮63，并通过慢档离合器62带动慢档传动齿轮64旋转，慢档传动齿轮64与中间传动齿轮55啮合带动输出主动齿轮56旋转，输出主动齿轮56与输出齿轮72啮合带动输出轴71旋转，实现低速运行，从而通过快、慢两档实现船舶在不同航行工况下高低速切换。

另外，中间传动齿轮55实现慢档传动齿轮64与输出主动齿轮56之间的动力传递，使得快、慢档状态下传动齿轮与输出主动齿轮56均保持同向旋转，从而实现输出轴71同样旋转方向不同速比，相应的，实现船舶在不同航行工况下高低速切换。所以，与传统双速比船用齿轮箱相比，本申请利用安装在快速轴上的中间传动齿轮55代替中间轴部件，结构简单、结构紧凑以及制造成本低。

可选的，船舶主机通常采用柴油机，快档离合器53的右侧与输入油缸15的一端连接，输入油缸15的另一端通过输入法兰14与联轴器的一端连接，联轴器的另一端与柴油机的输出轴连接，因此，柴油机的输出轴带动联轴器旋转，联轴器带动输入油缸15旋转，输入油缸15与快档离合器53连接，使得动力传递至快档离合器53，且快档离合器53处于接合状态下，动力经快档离合器53传动至输出主动齿轮56并带动其旋转，否则，仅快档离合器53的壳体上的换挡主动齿轮54旋转。

另外，可选的，联轴器选用具有良好的缓冲、减振效果的弹性联轴器，以避免动力消耗。

需要说明的是，随着节能理念深入，采用PTO(Powertake out，辅助功率输出)功能，利用柴油机冗余功率驱动发电机，边航行边发电。

在上述实施例的基础上，箱体中还设有辅助功率输出部件7，辅助功率输出部件7(PTO部件)中的辅助功率输出轴81上设有辅助输出离合器83(PTO离合器)和辅助输出从动齿轮82(PTO从动齿轮)，且快档轴51上、位于快档离合器53与输入法兰14之间设有辅助输出主动齿轮52，辅助输出主动齿轮52与辅助输出从动齿轮82啮合，辅助功率输出轴81用于与发电机连接。

具体的，辅助功率输出轴81可旋转地安装在箱体中，辅助功率输出轴81上套设PTO离合器83，辅助功率输出轴81上、位于PTO离合器83的右侧设置PTO从动齿轮82，辅助功率输出轴81的端部、位于PTO离合器83的左侧处通过PTO/PTI输出法兰17与发电机连接，快档轴51上、并与PTO从动齿轮82对应的位置处设置与PTO从动齿轮82啮合的辅助输出主动齿轮52，辅助输出主动齿轮52位于快档离合器53与输入法兰14之间，因而，PTO离合器83处于接合状态下，柴油机的输出轴71可带动联轴器旋转，联轴器带动辅助输出主动齿轮52旋转，辅助输出主动齿轮52与PTO从动齿轮82啮合并带动其旋转，PTO从动齿轮82的旋转动力经PTO离合器83传递至发电机，以带动发电机发电。

需要说明的是，海洋渔船在海上连续航行时间长，动力装置一旦出现故障，救援难度大，安全风险大。双速比船用齿轮箱仅具有双速比顺车、停车功能无法保障船舶继续航行，采用PTI(Powertake in，辅助功率输入)功能，利用电动机吸收能量驱动艉轴上的螺旋桨旋转。PTI功能在船遭遇风浪动力不足时，可与主机并车运行，增大动力输出；也可在主机故障无法运行时，单独驱动螺旋桨，使船舶能独立返航。

在上述实施例的基础上，箱体中还设有辅助功率输入部件(PTI部件)，辅助功率输入部件中的辅助输入离合器85(PTI离合器)设于辅助功率输出轴81上，且辅助输入离合器85上套设有辅助输入主动齿轮84(PTI主动齿轮)，辅助输入主动齿轮84与中间传动齿轮55啮合。

具体的，辅助功率输出轴81上、位于PTO离合器83的左侧设置PTI离合器85，PTO离合器83与PTI离合器85串联设置，且PTI离合器85与中间传动齿轮55对应设置，使得PTI离合器85的壳体上的PTI主动齿轮84与中间传动齿轮55相互啮合，因而，当柴油机发生故障时，PTI处于接合状态下，发电机作为电动机使用，动力经PTI离合器85传递至PTI主动齿轮84并带动其旋转，PTI主动齿轮84与中间传动齿轮55啮合并带动其旋转，中间传动齿轮55带动输出主动齿轮56旋转，输出主动齿轮56带动输出齿轮72旋转，使得输出轴71旋转，以实现驱动艉轴上的螺旋桨旋转，从而提高船舶航行的安全可靠性。

在上述实施例的基础上，快档轴51、慢档轴61、输出轴71以及辅助功率输出轴81的两端分别通过滚动轴承13或滑动轴承12连接于箱体上，以保证慢档部件6、快档部件5及PTI/PTO部件稳定地安装在箱体内，从而保证本申请的运行可靠性。

在上述实施例的基础上，请参考图2，快档部件5与输出部件7垂直异心设置，慢档部件6与快档部件5斜异心设置，辅助功率输出部件7和辅助功率输入部件同轴布置且与快档部件5垂直异心设置。

具体的，为合理利用箱体内的空间，以及便于各部件之间的协同配合运行，快档轴51位于箱体中部，输出轴71位于箱体底部，且快档轴51与输出轴71相互垂直设置，使得快档部件5与输出部件7垂直异心分布，慢档轴61位于箱体中部，且慢档轴61与快档轴51成一定倾斜角设置，使得慢档部件6与快档部件5斜异心分布，PTO/PTI部件8共轴(辅助功率输出轴81)设置在箱体上部，辅助功率输出轴81与快档轴51相互垂直设置，使得PTO/PTI部件8与快档部件5垂直异心分布。

进一步的，为了箱体制造方便，以及便于各部件的拆卸与安装，箱体由上到下分为箱盖1、第一箱体2、第二箱体3和第三箱体4，箱盖1与第一箱体2之间的分箱面位于PTO/PTI部件8的水平中心面，第一箱体2与第二箱体3之间的分箱面位于快档部件5和慢档部件6的斜向中心面，第二箱体3与第三箱体4的分箱面位于输出部件7的水平中心面。

在上述实施例的基础上，箱体上设有油泵9，用于向离合器供油以实现其脱开或接合，并提供齿轮和轴承的润滑油，油泵9与快档离合器53、慢档离合器62之间的连接管道上设有第一换向阀10，油泵9与辅助输出离合器83、辅助输入离合器85之间的连接管道上设有第二换向阀11。

具体的，油泵9设置箱体的顶部，用于向各离合器供油，以控制离合器的脱开或接合，第一换向阀10的两个油口分别与快档离合器53、慢档离合器62连接，第二换向阀11的两个油口分别与PTO离合器83、PTI离合器85连接，所以，通过控制第一换向阀10和第二换向阀11内的工作由流向便可控制各离合器接合或脱开，相应的，控制双速比船用齿轮箱的工作状态。

可选的，第一换向阀10和第二换向阀11可与控制器信号连接，以便于远程自动控制本申请的双速比船用齿轮箱的工作状态。

本申请的双速比船用齿轮箱工作原理：船舶航行时，柴油机动力经联轴器传递至快档离合器53，当第一换向阀10和第二换向阀11均处于脱开状态，快档离合器53、慢档离合器62、PTO离合器83、PTI离合器85均不传递动力，输出轴71不旋转；当控制第一换向阀10处于快档时，快档离合器53接合，动力经快档离合器53传递至输出主动齿轮56，输出主动齿轮56与输出齿轮72啮合并带动输出轴71旋转，实现快速运行，此时，若控制第二换向阀11处于PTO，PTO离合器83接合，部分动力经快档离合器53上的输出主动齿轮56传递至PTO从动齿轮82，PTO从动齿轮82旋转并经PTO离合器83带动辅助功率输出轴81旋转，实现辅助功率输出轴81带动发电机发电；当控制第一换向阀10处于慢档时，慢档离合器62接合，动力经换挡主动齿轮54传递至换挡从动齿轮63，慢档离合器62带动慢档传动齿轮64旋转，慢档传动齿轮64通过中间传动齿轮55、输出主动齿轮56带动输出轴71旋转，实现低速运行；当柴油机发生故障时，控制第二换向阀11处于PTI，PTI离合器85接合，发电机作为电动机使用，动力经PTI离合器85传递至PTI主动齿轮84，PTI主动齿轮84通过中间传动齿轮55、输出主动齿轮56带动输出齿轮72旋转，实现驱动艉轴上的螺旋桨旋转。

综上所述，本申请通过快慢档切换功能，实现船舶快速自由航行和低速拖网航行，以及通过辅助功率输入和辅助功率输出功能，提高船舶航行的安全可靠性，从而实现船舶处于最佳工作状态，因此，本申请提供了一种结构简单、操作方便、多功能、可靠性高、安全性好的带PTO、PTI功能的双速比船用齿轮箱。

需要说明的是，下述“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的双速比船用齿轮箱进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双速比船用齿轮箱，其特征在于，包括箱体，所述箱体中设有快档部件(5)、慢档部件(6)以及输出部件(7)；

所述快档部件(5)包括快档轴(51)和设于其上的快档离合器(53)、输出主动齿轮(56)，所述快档离合器(53)的一侧用于与船舶主机连接、另一侧与所述输出主动齿轮(56)连接；所述快档离合器(53)上套设有换挡主动齿轮(54)，所述快档轴(51)上、位于所述快档离合器(53)与所述输出主动齿轮(56)之间设有中间传动齿轮(55)；

所述慢档部件(6)包括慢档轴(61)和设于其上的慢档离合器(62)、慢档传动齿轮(64)，所述慢档离合器(62)上套设有换挡从动齿轮(63)，且所述换挡从动齿轮(63)与所述换挡主动齿轮(54)啮合，所述慢档传动齿轮(64)与所述慢档离合器(62)连接，所述中间传动齿轮(55)与所述慢档传动齿轮(64)啮合；

所述输出部件(7)包括输出轴(71)和设于其上的输出齿轮(72)，所述输出齿轮(72)与所述输出主动齿轮(56)啮合，且所述输出轴(71)用于与船舶的艉轴连接。

2.根据权利要求1所述的双速比船用齿轮箱，其特征在于，所述快档离合器(53)的一侧与输入油缸(15)的一端连接，所述输入油缸(15)的另一端依次通过输入法兰(14)、联轴器与所述船舶主机连接。

3.根据权利要求2所述的双速比船用齿轮箱，其特征在于，所述箱体中还设有辅助功率输出部件，所述辅助功率输出部件中的辅助功率输出轴(81)上设有辅助输出离合器(83)和辅助输出从动齿轮(82)，且所述快档轴(51)上、位于所述快档离合器(53)与所述输入法兰(14)之间设有辅助输出主动齿轮(52)，所述辅助输出主动齿轮(52)与所述辅助输出从动齿轮(82)啮合，所述辅助功率输出轴(81)用于与发电机连接。

4.根据权利要求3所述的双速比船用齿轮箱，其特征在于，所述箱体中还设有辅助功率输入部件，所述辅助功率输入部件中的辅助输入离合器(85)设于所述辅助功率输出轴(81)上，且所述辅助输入离合器(85)上套设有辅助输入主动齿轮(84)，所述辅助输入主动齿轮(84)与所述中间传动齿轮(55)啮合。

5.根据权利要求4所述的双速比船用齿轮箱，其特征在于，所述快档轴(51)、所述慢档轴(61)、所述输出轴(71)以及所述辅助功率输出轴(81)的两端分别通过滚动轴承(13)或滑动轴承(12)支撑于所述箱体上。

6.根据权利要求4所述的双速比船用齿轮箱，其特征在于，所述快档部件(5)与所述输出部件(7)垂直异心设置，所述慢档部件(6)与所述快档部件(5)斜异心设置，所述辅助功率输出部件和所述辅助功率输入部件同轴布置且与所述快档部件(5)垂直异心设置。

7.根据权利要求6所述的双速比船用齿轮箱，其特征在于，所述箱体包括箱盖(1)、第一箱体(2)、第二箱体(3)和第三箱体(4)，所述箱盖(1)与所述第一箱体(2)之间的分箱面位于所述辅助功率输出部件和所述辅助功率输入部件的水平中心面，所述第一箱体(2)与所述第二箱体(3)之间的分箱面位于所述快档部件(5)和所述慢档部件(6)的斜向中心面，所述第二箱体(3)与所述第三箱体(4)的分箱面位于所述输出部件(7)的水平中心面。

8.根据权利要求4所述的双速比船用齿轮箱，其特征在于，所述箱体上设有油泵(9)，用于向离合器供油以实现其脱开或接合，并提供齿轮和轴承的润滑油，所述油泵(9)与所述快档离合器(53)、所述慢档离合器(62)之间的连接管道上设有第一换向阀(10)，所述油泵(9)与所述辅助输出离合器(83)、所述辅助输入离合器(85)之间的连接管道上设有第二换向阀(11)。