《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》是重慶齒輪箱有限責任公司於2008年12月17日申請的專利，該專利的申請號為2008102333850，公布號為CN101445154，授權公布日為2009年6月3日，發明人是呂和生、曹雲、向超、餘業亮。
《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》的第一、第二左輸入軸之間通過左輸入軸離合器連線，在第二左輸入軸上套裝左換向主動齒輪與左輸出小齒輪軸上的左換向被動齒輪嚙合，左輸出小齒輪與輸出大齒輪相嚙合，左換向被動齒輪還與PTO齒輪嚙合。第一、第二右輸入軸之間通過右輸入軸離合器連線，在第二右輸入軸上套裝右換向主動齒輪與右輸出小齒輪軸上的右換向被動齒輪嚙合，右輸出小齒輪與輸出大齒輪相嚙合，右換向被動齒輪還與右PTO離合器上的齒輪嚙合。該發明滿足了海洋工程船舶動力系統高可靠性、高安全性、多功能的要求，具有結構緊湊、占用空間小、安全可靠、控制方便等特點，在有效增加了載物空間的同時，大大降低了建造成本和使用成本。
2016年12月7日，《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱
- 公布號：CN101445154
- 授權日：2009年6月3日
- 申請號：2008102333850
- 申請日：2008年12月17日
- 地址：重慶市江津區德感鎮東方紅工業區
- 發明人：呂和生、曹雲、向超、餘業亮
- Int.Cl.：B63H23/00(2006.01)I、B63H23/12(2006.01)I、B63H23/30(2006.01)I、F16H1/22(2006.01)I
- 代理機構：重慶市前沿專利事務所
- 代理人：郭雲、方洪
- 類別：發明專利
- 申請人：重慶齒輪箱有限責任公司
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
海洋工程船舶同時具有為海上石油提供多種作業服務的功能，如：供應作業、拋起錨作業、拖曳作業、守護作業、消防作業、浮油回收作業等。為適用於惡劣環境條件下的海上工程作業，船舶具有良好的快速性、耐波性、操作性能，特別是在惡劣氣候下具有良好的適航性能和作業能力，滿足在各種不同特種作業的特殊穩性要求，特別是混合作業、複合作業時的穩性要求。
為了保證作業的可靠性和安全性，傳統的海洋工程船舶一般採用四機雙槳動力系統+大功率首尾側推的組合方式，動力系統柴油機旋向多為同一個旋向，而螺旋槳有兩個旋向，相配套的雙機並車船用齒輪箱沒有換向的功能。
海洋工程船在距離較近的情況下開展作業時，船舶動力系統除了需要螺旋槳運轉外還需要大功率的首尾側推參與工作，側推採用電動機作為動力源，其電力來源於單獨的柴油機發電機組；在執行對外消防滅火作業時，消防泵的驅動也有可能來源於另外一台柴油機及其驅動的增速齒輪箱。如此，一方面多個柴油機各自需要單獨的油站，建造成本高，占用空間大，減少了載物空間；另一方面，在失電的情況下，CPP供油泵無法驅動，因此可靠性及安全性均比較差。
發明內容
專利目的
《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》所要解決的技術問題在於提供一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱，以滿足海洋工程船舶動力系統高可靠性、高安全性、多功能的要求，並能夠大大節約安裝空間和造船成本。
技術方案
《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》包括箱體、輸入軸和輸出軸，其關鍵在於：
A、所述輸出軸通過軸承支承在箱體的中部，在輸出軸的前部套裝輸出大齒輪，輸出軸的後端向後伸出箱體的後壁，且伸出部分固定有第一法蘭盤；
B、在所述輸出軸的兩側對稱設定左、右輸入軸總成，其中左輸入軸總成由第一左輸入軸、第二左輸入軸和左輸入軸離合器組成，所述第一左輸入軸的前端向前伸出箱體外，第一左輸入軸和第二左輸入軸均通過軸承支承在箱體上，兩者的軸線在一條直線上，並且兩者之間通過左輸入軸離合器連線；
C、在第二左輸入軸上套裝左換向主動齒輪，該左換向主動齒輪與左輸出小齒輪軸上的左換向被動齒輪嚙合，所述左輸出小齒輪的軸通過軸承支承在箱體上，左輸出小齒輪與輸出大齒輪相嚙合；
D、所述左換向被動齒輪還與左PTO輸出軸上的PTO齒輪嚙合，左PTO輸出軸通過軸承支承在箱體上，該左PTO輸出軸的前、後兩端分別伸出箱體的前、後壁，其中在左PTO輸出軸的前端安裝CPP供油泵連線齒套，左PTO輸出軸的後端設定第二法蘭盤；
E、所述右輸入軸總成由第一右輸入軸、第二右輸入軸和右輸入軸離合器組成，其中第一右輸入軸的前端向前伸出箱體外，第一右輸入軸和第二右輸入軸均通過軸承支承在箱體上，兩者的軸線在一條直線上，並且兩者之間通過右輸入軸離合器連線；
F、在第二右輸入軸上套裝右換向主動齒輪，該右換向主動齒輪與右輸出小齒輪軸上的右換向被動齒輪嚙合，所述右輸出小齒輪的軸通過軸承支承在箱體上，右輸出小齒輪與輸出大齒輪相嚙合；
G、所述右換向被動齒輪還與右PTO離合器上的齒輪嚙合，右PTO離合器連線在第一右PTO輸出軸與第二右PTO輸出軸之間，所述第一、第二右PTO輸出軸均通過軸承支承在箱體上，第二右PTO輸出軸的後端向後伸出箱體外，且伸出部分設定有第三法蘭盤。
《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》中，所有的離合器均起傳遞或切斷動力的作用。第一左輸入軸和第一右輸入軸分別與對應的柴油機輸出軸連線，當左輸入軸離合器處於接合狀態，而右輸入軸離合器處於分離狀態時，第一右輸入軸空轉，第一左輸入軸通過左輸入軸離合器帶動第二左輸入軸旋轉，第二左輸入軸通過左換向主動齒輪帶動左換向被動齒輪和左輸出小齒輪反向轉動。一方面左換向被動齒輪通過PTO齒輪帶動左PTO輸出軸旋轉，左PTO輸出軸前端的CPP供油泵連線齒套將動力傳動給CPP供油泵，驅動CPP供油泵工作，左PTO輸出軸後端的第二法蘭盤帶動軸帶發電機，使軸帶發電機開始發電。另一方面，左輸出小齒輪通過輸出大齒輪帶動輸出軸運轉，由輸出軸後端的第一法蘭盤向螺旋槳輸出動力。同時，輸出大齒輪帶動右輸出小齒輪旋轉，右輸出小齒輪再帶動第二右輸入軸及右PTO離合器的主動部分旋轉，當右PTO離合器處於分離時，第一右PTO輸出軸空轉，而第二右PTO輸出軸靜止不動，當右PTO離合器處於接合時，第一右PTO輸出軸帶動第二右PTO輸出軸旋轉，使第三法蘭盤驅動消防泵工作。
同理，當左輸入軸離合器處於分離狀態，而右輸入軸離合器處於接合狀態時，第一左輸入軸空轉，第一右輸入軸通過右輸入軸離合器帶動第二右輸入軸旋轉，第二右輸入軸通過右換向主動齒輪帶動右換向被動齒輪和右輸出小齒輪反向轉動。一方面右換向被動齒輪帶動右PTO離合器的主動部分旋轉，當右PTO離合器處於分離時，第一右PTO輸出軸空轉，而第二右PTO輸出軸靜止不動，當右PTO離合器處於接合時，第一右PTO輸出軸帶動第二右PTO輸出軸旋轉，使第三法蘭盤驅動消防泵工作。另一方面，右輸出小齒輪通過輸出大齒輪帶動輸出軸運轉，由輸出軸後端的第一法蘭盤向螺旋槳輸出動力。同時，輸出大齒輪帶動左輸出小齒輪旋轉，左輸出小齒輪通過左換向被動齒輪帶動左換向主動齒輪及PTO齒輪轉動，此時第二左輸入軸空轉，而PTO齒輪帶動左PTO輸出軸旋轉，左PTO輸出軸前端的CPP供油泵連線齒套將動力傳動給CPP供油泵，驅動CPP供油泵工作，左PTO輸出軸後端的第二法蘭盤帶動軸帶發電機，使軸帶發電機開始發電。
當左輸入軸離合器和右輸入軸離合器均處於分離狀態時，第一左輸入軸和第一右輸入軸均空轉，各輸出部分沒有動力輸出；當左輸入軸離合器和右輸入軸離合器均處於接合狀態時，第一左輸入軸將動力傳遞給輸出軸及左PTO輸出軸，第一右輸入軸將動力傳遞給輸出軸及右PTO離合器，由於第一左輸入軸和第一右輸入軸均有動力傳遞給輸出軸，從而實現了並車輸出的目的。第三法蘭盤有無動力驅動消防泵視右PTO離合器的狀態而定。
由此可見，《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》以兩台柴油機為動力，可以單獨或同時驅動螺旋槳、CPP供油泵、軸帶發電機和消防泵工作，使齒輪箱達到了並車、離合、減速、承受螺旋槳推力以及多個PTO輸出的多功能要求。在艙容量方面，在相同動力配置下，採用《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》節省了占用空間，增加了載物空間；在建造成本方面，節約了發電機組主機，節省了為消防泵提供增速離合齒輪箱，節省了CPP的單獨油站，建造成本較為經濟；在使用成本方面，《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》可以實現單機巡航、雙機加速、CPP單獨輸出、消防模式和發電模式等不同工況下使用，通過控制離合器的接合狀態實現主機在較為最佳化的燃油經濟性下運行，從而大大節約了主機燃油成本。在安全性方面，在全船掉電的情況下，CPP的增減螺距作業所需的高壓油仍然可以通過掛在《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》上的CPP供油泵來提供，不會因為失電而失去調距功能，安全性能大為提高。
為了使結構更加緊湊、進一步減小自身體積，上述左PTO輸出軸位於第二左輸入軸的左上方，左輸出小齒輪位於第二左輸入軸上方偏右的位置。
為了簡化結構、方便加工及裝配，上述左輸出小齒輪為軸與齒輪成一體的整體式結構。
為了使結構更加緊湊、進一步減小自身體積，上述第一右PTO輸出軸位於第二右輸入軸的右上方，右輸出小齒輪位於第二右輸入軸上方偏左的位置。
為了簡化結構、方便加工及裝配，上述右輸出小齒輪為軸與齒輪成一體的整體式結構。
有益效果
《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》滿足了海洋工程船舶動力系統高可靠性、高安全性、多功能的要求，具有結構緊湊、占用空間小、安全可靠、控制方便等特點，在有效增加了載物空間的同時，大大降低了建造成本和使用成本。
附圖說明
圖1為《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》的結構原理圖。
圖2為《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》的主視圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
技術領域
《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》涉及一種齒輪箱，具體地說，尤其涉及雙輸入多輸出並車離合船用的齒輪箱。
權利要求
1、《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》包括箱體、輸入軸和輸出軸，其特徵在於：
A、所述輸出軸（21）通過軸承支承在箱體（1）的中部，在輸出軸（21）的前部套裝輸出大齒輪（22），輸出軸（21）的後端向後伸出箱體（1）的後壁，且伸出部分固定有第一法蘭盤（23）；
B、在所述輸出軸（21）的兩側對稱設定左、右輸入軸總成，其中左輸入軸總成由第一左輸入軸（2）、第二左輸入軸（3）和左輸入軸離合器（4）組成，所述第一左輸入軸（2）的前端向前伸出箱體（1）外，第一左輸入軸（2）和第二左輸入軸（3）均通過軸承支承在箱體（1）上，兩者的軸線在一條直線上，並且兩者之間通過左輸入軸離合器（4）連線；
C、在第二左輸入軸（3）上套裝左換向主動齒輪（5），該左換向主動齒輪（5）與左輸出小齒輪（6）軸上的左換向被動齒輪（7）嚙合，所述左輸出小齒輪（6）的軸通過軸承支承在箱體（1）上，左輸出小齒輪（6）與輸出大齒輪（22）相嚙合；
D、所述左換向被動齒輪（7）還與左PTO輸出軸（8）上的PTO齒輪（9）嚙合，左PTO輸出軸（8）通過軸承支承在箱體（1）上，該左PTO輸出軸（8）的前、後兩端分別伸出箱體（1）的前、後壁，其中在左PTO輸出軸（8）的前端安裝CPP供油泵連線齒套（10），左PTO輸出軸（8）的後端設定第二法蘭盤（11）；
E、所述右輸入軸總成由第一右輸入軸（12）、第二右輸入軸（13）和右輸入軸離合器（14）組成，其中第一右輸入軸（12）的前端向前伸出箱體（1）外，第一右輸入軸（12）和第二右輸入軸（13）均通過軸承支承在箱體（1）上，兩者的軸線在一條直線上，並且兩者之間通過右輸入軸離合器（14）連線；
F、在第二右輸入軸（13）上套裝右換向主動齒輪（15），該右換向主動齒輪（15）與右輸出小齒輪（16）軸上的右換向被動齒輪（17）嚙合，所述右輸出小齒輪（16）的軸通過軸承支承在箱體（1）上，右輸出小齒輪（16）與輸出大齒輪（22）相嚙合；
G、所述右換向被動齒輪（17）還與右PTO離合器（18）上的齒輪嚙合，右PTO離合器（18）連線在第一右PTO輸出軸（19）與第二右PTO輸出軸（20）之間，所述第一、第二右PTO輸出軸（19、20）均通過軸承支承在箱體（1）上，第二右PTO輸出軸（20）的後端向後伸出箱體（1）外，且伸出部分設定有第三法蘭盤（24）。
2、根據權利要求1所述的雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱，其特徵在於：所述左PTO輸出軸（8）位於第二左輸入軸（3）的左上方，左輸出小齒輪（6）位於第二左輸入軸（3）上方偏右的位置。
3、根據權利要求1或2所述的雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱，其特徵在於：所述左輸出小齒輪（6）為軸與齒輪成一體的整體式結構。
4、根據權利要求1所述的雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱，其特徵在於：所述第一右PTO輸出軸（19）位於第二右輸入軸（13）的右上方，右輸出小齒輪（16）位於第二右輸入軸（13）上方偏左的位置。
5、根據權利要求1或4所述的雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱，其特徵在於：所述右輸出小齒輪（16）為軸與齒輪成一體的整體式結構。
實施方式
下面結合附圖和實施例對《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》作進一步說明：
如圖1、圖2和圖3所示，輸出軸21位於箱體1內的中部，該輸出軸21通過軸承支承在箱體1上，在輸出軸21的前部套裝輸出大齒輪22，輸出軸21的後端向後伸出箱體1的後壁，且伸出部分固定有第一法蘭盤23。在輸出軸21的左右兩側對稱設定與之同高度布置的左、右輸入軸總成，其中左輸入軸總成由第一左輸入軸2、第二左輸入軸3和左輸入軸離合器4組成，所述第一左輸入軸2在前，第二左輸入軸3在後，第一左輸入軸2和第二左輸入軸3均通過軸承支承在箱體1上，第一左輸入軸2的前端向前伸出箱體1外，並與柴油機的輸出端連線。第一、第二左輸入軸2、3的軸線在一條直線上，該軸線與輸出軸21的軸線平行，並且第一左輸入軸2和第二左輸入軸3之間通過左輸入軸離合器4連線。
從圖1、圖2和圖3可知，在第二左輸入軸3上方偏右的位置設定左輸出小齒輪6，該左輸出小齒輪6為軸與齒輪成一體的整體式結構，左輸出小齒輪6的軸線與輸出軸21的軸線平行。所述左輸出小齒輪6的軸通過軸承支承在箱體1上，左輸出小齒輪6與輸出大齒輪22相嚙合。在左輸出小齒輪6的軸上套裝左換向被動齒輪7，該左換向被動齒輪7同時與左換向主動齒輪5和PTO齒輪9嚙合。其中左換向主動齒輪5套裝在第二左輸入軸3上，而PTO齒輪9套裝於左PTO輸出軸8的中部。所述左PTO輸出軸8位於第二左輸入軸3的左上方，左PTO輸出軸8的軸線與輸出軸21的軸線平行，左PTO輸出軸8的前、後部通過軸承支承在箱體1上，該左PTO輸出軸8的前、後兩端分別伸出箱體1的前、後壁，其中在左PTO輸出軸8的前端安裝CPP供油泵連線齒套10，該CPP供油泵連線齒套10可與CPP供油泵相連線；左PTO輸出軸8的後端安裝第二法蘭盤11，該第二法蘭盤11可與軸帶發電機連線。
如圖1、圖2、圖3所示，右輸入軸總成由第一右輸入軸12、第二右輸入軸13和右輸入軸離合器14組成，所述第一右輸入軸12在前，第二右輸入軸13在後，第一右輸入軸12和第二右輸入軸13均通過軸承支承在箱體1上，第一右輸入軸12的前端向前伸出箱體1外，並與柴油機的輸出端連線。第一、第二右輸入軸12、13的軸線在一條直線上，該軸線與輸出軸21的軸線平行，並且第一右輸入軸12和第二右輸入軸13之間通過右輸入軸離合器14連線。
從圖1、圖2、圖3可知，在第二右輸入軸13上方偏左的位置設定右輸出小齒輪16，該右輸出小齒輪16為軸與齒輪成一體的整體式結構，並與左輸出小齒輪6在同一高度上。右輸出小齒輪16的軸線與輸出軸21的軸線平行。所述右輸出小齒輪16的軸通過軸承支承在箱體1上，右輸出小齒輪16與輸出大齒輪22相嚙合。在右輸出小齒輪16的軸上套裝右換向被動齒輪17，該右換向被動齒輪17同時與右換向主動齒輪15和右PTO離合器18上的齒輪嚙合。其中右換向主動齒輪15套裝在第二右輸入軸13上，而右PTO離合器18連線在第一右PTO輸出軸19與第二右PTO輸出軸20之間。所述第一右PTO輸出軸19在前，第二右PTO輸出軸20在後，第一右PTO輸出軸19位於第二右輸入軸13的右上方，並與左PTO輸出軸8在同一高度上。所述第一、第二右PTO輸出軸19、20均通過軸承支承在箱體1上，第一右PTO輸出軸19和第二右PTO輸出軸20兩者的軸線在同一直線上，該軸線與與輸出軸21的軸線平行。第二右PTO輸出軸20的後端向後伸出箱體1外，且伸出部分固定有第三法蘭盤24，該第三法蘭盤24可與消防泵連線。
《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》中，左輸入軸離合器4、右輸入軸離合器14和右PTO離合器18均為2008年12月之前技術，各自的結構在此不做贅述。第一左輸入軸2和第一右輸入軸12由對應的柴油機帶動旋轉，當左輸入軸離合器4處於接合狀態，而右輸入軸離合器14處於分離狀態時，第一右輸入軸12空轉，第一左輸入軸2通過左輸入軸離合器4帶動第二左輸入軸3旋轉，第二左輸入軸3通過左換向主動齒輪5帶動左換向被動齒輪7和左輸出小齒輪6反向轉動。一方面左換向被動齒輪7通過PTO齒輪9帶動左PTO輸出軸8旋轉，左PTO輸出軸8前端的CPP供油泵連線齒套10將動力傳動給CPP供油泵，驅動CPP供油泵工作，左PTO輸出軸8後端的第二法蘭盤11帶動軸帶發電機，使軸帶發電機開始發電。另一方面，左輸出小齒輪6通過輸出大齒輪22帶動輸出軸21運轉，由輸出軸後端的第一法蘭盤23向螺旋槳輸出動力，可以達到左側單機輸出的目的。同時，輸出大齒輪22帶動右輸出小齒輪16旋轉，右輸出小齒輪16再帶動第二右輸入軸13及右PTO離合器18的主動部分旋轉，當右PTO離合器18處於分離時，第一右PTO輸出軸19空轉，而第二右PTO輸出軸20靜止不動，當右PTO離合器18處於接合時，第一右PTO輸出軸19帶動第二右PTO輸出軸20旋轉，使第三法蘭盤24驅動消防泵工作。
同理，當左輸入軸離合器4處於分離狀態，而右輸入軸離合器14處於接合狀態時，第一左輸入軸2空轉，第一右輸入軸12通過右輸入軸離合器14帶動第二右輸入軸13旋轉，第二右輸入軸13通過右換向主動齒輪15帶動右換向被動齒輪17和右輸出小齒輪16反向轉動。一方面右換向被動齒輪17帶動右PTO離合器18的主動部分旋轉，當右PTO離合器18處於分離時，第一右PTO輸出軸19空轉，而第二右PTO輸出軸20靜止不動，當右PTO離合器18處於接合時，第一右PTO輸出軸19帶動第二右PTO輸出軸20旋轉，使第三法蘭盤24驅動消防泵工作。另一方面，右輸出小齒輪16通過輸出大齒輪22帶動輸出軸21運轉，由輸出軸後端的第一法蘭盤23向螺旋槳輸出動力，可以達到右側單機輸出的目的。同時，輸出大齒輪22帶動左輸出小齒輪6旋轉，左輸出小齒輪6通過左換向被動齒輪7帶動左換向主動齒輪5及PTO齒輪9轉動，此時第二左輸入軸3空轉，而PTO齒輪9帶動左PTO輸出軸8旋轉，左PTO輸出軸8前端的CPP供油泵連線齒套10將動力傳動給CPP供油泵，驅動CPP供油泵工作，左PTO輸出軸8後端的第二法蘭盤11帶動軸帶發電機，使軸帶發電機開始發電。
當左輸入軸離合器4和右輸入軸離合器14均處於分離狀態時，第一左輸入軸2和第一右輸入軸12均空轉，各輸出部分沒有動力輸出；當左輸入軸離合器4和右輸入軸離合器14均處於接合狀態時，參照上面的描述，第一左輸入軸2將動力傳遞給輸出軸21及左PTO輸出軸8，第一右輸入軸12將動力傳遞給輸出軸21及右PTO離合器18，由於第一左輸入軸2和第一右輸入軸12均有動力傳遞給輸出軸21，從而實現了並車輸出的目的。第三法蘭盤24有無動力驅動消防泵視右PTO離合器18的狀態而定。
終上所述，《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》中當左輸入軸離合器4或/和右輸入軸離合器14處於接合狀態時，輸出軸21即可傳遞功率給螺旋槳實現輸出；並且左PTO輸出軸8也可傳遞功率給CPP供油泵及軸帶發電機實現輸出。此時消防泵是否投入工作只需接合或脫開右PTO離合器18即可。
榮譽表彰
2016年12月7日，《一種雙輸入多輸出並車離合船用齒輪箱》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
