一种船用大功率正倒车齿轮传动装置的制作方法

本发明涉及以燃气轮机作为动力装置的舰船的传动装置，具体涉及一种船用大功率正倒车齿轮传动装置。

背景技术：

随着燃气轮机动力装置的大量应用于舰船，为了解决倒车问题，现在多采用调距桨、反而具有正倒车功能的齿轮装置因其效率、机动性等问题，在舰船动力系统中采用逐渐减少。在舰船动力功率日益增大的前提下如何提高正倒车齿轮装置效率、机动性，对于丰富舰船系统动力系统选择，具有重大意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为燃气轮机作为动力装置的舰船，解决其倒车问题，并提高舰船的效率以及机动性问题等，而提供一种船用大功率正倒车齿轮传动装置。

本发明的一种船用大功率正倒车齿轮传动装置，是由传动机构和ⅱ级大齿轮构成，两个传动机构均与ⅱ级大齿轮相啮合，所述的传动机构由ⅰ级小齿轮、ⅰ级大齿、ⅱ级小齿轮、倒车齿轮、扭力轴、正车摩擦离合器、倒车摩擦离合器和燃气轮机输出轴构成，所述的ⅰ级小齿轮1轴连接于燃气轮机输出轴上，ⅰ级小齿轮与两个ⅰ级大齿相啮合，ⅰ级大齿与ⅱ级小齿轮通过扭力轴同轴连接，两个传动机构上的位于内侧ⅱ级小齿轮均与ⅱ级大齿轮相啮合，ⅱ级大齿轮连接输出轴；所述的ⅰ级小齿轮同轴连接了倒车齿轮，倒车齿轮的输出端装有倒车摩擦离合器，所述的ⅰ级大齿的输出端装有正车摩擦离合器。

本发明的一种船用大功率正倒车齿轮传动装置，采用扭力轴实现功率均载分流，采用正、倒车摩擦离合器作为正倒车工况转换部件，正车摩擦离合器位于ⅰ级大齿末端，倒车摩擦离合器位于ⅱ级小齿轮末端。以实现大功率舰船正、倒车齿轮传动结构，切换速度快以及切换平稳的效果。

附图说明：

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的一种船用大功率正倒车齿轮传动装置，是由传动机构11和ⅱ级大齿轮4构成，两个传动机构11均与ⅱ级大齿轮4相啮合，所述的传动机构由ⅰ级小齿轮1、ⅰ级大齿2、ⅱ级小齿轮3、倒车齿轮5、扭力轴7、正车摩擦离合器8、倒车摩擦离合器9和燃气轮机输出轴10构成，所述的ⅰ级小齿轮1轴连接于燃气轮机输出轴10上，ⅰ级小齿轮1与两个ⅰ级大齿2相啮合，ⅰ级大齿2与ⅱ级小齿轮3通过扭力轴7同轴连接，两个传动机构11上的位于内侧ⅱ级小齿轮3均与ⅱ级大齿轮4相啮合，ⅱ级大齿轮4连接输出轴12；所述的ⅰ级小齿轮1同轴连接了倒车齿轮5，倒车齿轮5的输出端装有倒车摩擦离合器9，所述的ⅰ级大齿2的输出端装有正车摩擦离合器8。装置内轴连接均采用膜片联轴器6。

本发明的一种船用大功率正倒车齿轮传动装置，采用功率分支技术，为确保每一支功率分配均匀，尽量做到每一分支都传递主机50%的功率，为保证均载性，在ⅰ级大齿2和ⅱ级小齿轮3的级间采用扭力轴实现7。正车摩擦离合器位于ⅰ级大齿2末端，倒车摩擦离合器位于ⅱ级小齿轮3末端。正、倒车摩擦离合器控制阀组件控制策略应为互锁关系，正、倒车摩擦离合器可以传递的最大的扭矩而不打滑，同时还可以在较长一段时间内（约10s）内能克服螺旋桨的扭矩，在这一过程中，正、倒车摩擦离合器可以消耗掉打滑的能量。由于燃气轮机输入转速不变，通过齿轮轮系以及摩擦离合器8实现ⅱ级大齿轮4转向的改变。

在双燃机并车运行过程中采用功率分支技术，可以利用一级齿轮副将所需传递的功率分流为两支，每一分支只传递原载荷的一半，再通过扭力轴和级间联接传递给二级小齿轮。这使啮合齿轮承受的载荷大大降低，各级齿轮副和减速器的尺寸得以减小。

通过扭力轴实现双燃机并车均载性的匹配，燃机启动后，施加在一级小齿轮轴上的扭矩逐渐增加。在加载的过程中，二分支结构中会先有一个分支的一级大齿轮与一级小齿轮进入啮合，且该分支的二级小齿轮与二级大齿轮以及级间联接的花键的内、外齿也同时进入啮合状态。这时，由于制造和安装误差的影响，另外一个分支中的一级齿轮副、二级齿轮副和花键副并没有进入啮合状态或者是有一或二个环节没有进入啮合状态——齿侧存在间隙。随着输入扭矩的加大，通过先进入啮合状态的分支的扭力轴的弹性变形，消除了另一分支的齿侧间隙，使二个分支的所有齿轮和花键都进入啮合状态。

其运行模式为：在燃机启动时，主机通过ⅰ级小齿1将功率均分到两个ⅰ级大齿2上，通过扭力轴7将功率分别传递到ⅱ级小齿轮3上，两个ⅱ级小齿轮3将功率汇合在ⅱ级大齿轮4上，并传递到艉轴定距桨，推动舰船运行。

当需要舰船从正车运行工况转至倒车运行工况时，首先将正车摩擦离合器8断开，此时ⅰ级大齿2，ⅱ级小齿轮3，ⅱ级大齿轮4失去动力源，跟随艉轴进行惯性旋转，此时启动倒车摩擦离合器9，主机结合倒车齿轮5，通过倒车齿轮5将功率传递到ⅱ级大齿轮4上，实现舰船倒车。

当需要舰船从倒车运行工况切换至正车运行工况时，首先断开倒车齿轮5，此时倒车齿轮5与ⅱ级大齿轮4失去动力源，跟随艉轴进行惯性旋转，此时结合正车摩擦离合器8，主机结合ⅰ级大齿2，ⅱ级小齿轮3，带动ⅱ级大齿轮4实现主机正车运行。

技术特征：

技术总结
本发明的一种船用大功率正倒车齿轮传动装置，涉及以燃气轮机作为动力装置的舰船的传动装置，其是由传动机构和Ⅱ级大齿轮构成，两个传动机构均与Ⅱ级大齿轮相啮合，传动机构的Ⅰ级小齿轮1轴连接于燃气轮机输出轴上，Ⅰ级小齿轮与两个Ⅰ级大齿相啮合，Ⅰ级大齿与Ⅱ级小齿轮通过扭力轴同轴连接，两个传动机构上的位于内侧Ⅱ级小齿轮均与Ⅱ级大齿轮相啮合，Ⅱ级大齿轮连接输出轴；Ⅰ级小齿轮同轴连接倒车齿轮，倒车齿轮装有倒车摩擦离合器，Ⅰ级大齿装有正车摩擦离合器。本发明采用扭力轴实现功率均载分流，采用正、倒车摩擦离合器作为正倒车工况转换部件，以实现大功率舰船正、倒车齿轮传动结构，切换速度快以及切换平稳的效果。

技术研发人员：赵天宇;艾红旭;韩莹莹;张超;张润博
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0三研究所
技术研发日：2019.02.15
技术公布日：2019.04.16