船舶动力装置轴系设计计算

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1、船舶动力装置轴系设计计算轴系强度计算在推进装置中，从主机（机组）的输出法兰到推进器之间以传动轴为主的整套设备称为轴系。轴系的基本任务是：连接主机（机组）与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，以实现推进船舶的使命。当机舱位置确定，主机布置好后，即可考虑轴系设计和布置。4.1轴系的布置4.1.1传动轴的组成和基本轴径传动轴一般由螺旋桨轴(尾轴)、中间轴和推力轴，以及将它们相连接的联轴器所组成。本船因其推力轴承已放置在减速齿轮箱中，所以不设推力轴。而且本船螺旋桨轴不

2、分段制造，最后本船传动轴组成设计成1根中间轴和1根螺旋桨轴。轴的基本直径d(mm)应不小于按下式计算的值（考虑到标准化的要求，各轴轴径一般取不小于计算值的整数）d?100(4.1)?100)6.5=191.88CmmC=1.0——中间轴的直轴部分，8m，取200mm作为设计尺寸。d?191.8mC=1.27——对于油润滑的且具有认可型油封装置的，或装有连续———————————————————————————————————————————————轴套（或轴承之间包有适当保护层）的具有键的螺旋桨轴?81=24

3、3.69.2d?191.8mm，设计时取250mm。C=1.05——尾尖舱隔舱壁前的尾轴或螺旋桨轴的直径可按圆锥减小，但在联轴器法兰处的最小直径应不小于C=1.05计算所得的值。?81=201.47.0d?191.8即螺旋桨轴在联轴器法兰处的最小mm，直径应不小于201.47mm。4.1.2轴系布置的要求传动轴位于水线以下，工作条件比较恶劣，在其运转时，还将受到螺旋桨所产生的阻力矩和推力的作用，使传动轴产生扭转应力和压缩应力；轴系本身重量使其产生的弯曲应力；轴系的安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力

4、等所产生的附加应力等。上述诸力和力矩，往往还是周期变化的，在某些时候表现更为突出，例如船舶在紧急停车、颠繁倒车或转弯，或是在大风大浪中受到剧烈纵摇或横摇时，使传动轴所受负荷更大，有时甚至使它产生发热或损坏。为了保证传动轴工作可靠，且有较长的寿命，在设计时必须使其有足够的强度、刚度、有合理酌结构尺寸，并尽可能减少其长度和重量，还必须考虑怎样有利于制造和管理等问题。4.1.3轴系的布置本船轴系布置从齿轮箱法兰开始，至螺旋桨为止，包括：轴承位置及间距的选择；各种辅助设备选择与位置的决定；滑油与冷却水管系的布置。具体

5、内容如下。———————————————————————————————————————————————1、轴线的长度、数量、位置和倾角（1）长度的确定这是轴系设计首先遇到的环节。轴线长度是由两个端点来决定，一个端点为主机(或齿轮箱)输出法兰的中心；另一个端点为螺旋桨的中心，此二端点间的距离，即为轴线的基本长度。本船轴系长度为11.47m（传动轴的实际长度尚应考虑螺旋桨中心后用来装螺旋桨的尾轴伸出和螺纹部分）。（2）轴线的倾角一般的，船舶纵向倾角?约在00~50之间。有些双轴系的船舶，容许轴线在水平投影上离开

6、船舶的中线面向外或向内偏斜，偏斜角?在00~30之间。由于轴系倾斜给主机带不良的工作状态，降低螺旋桨有效推力，而且轴系重量也产生轴向分力，该力与推力方向相反，进一步降低了螺旋桨的有效推力，所以轴线最好设计成没有纵向倾角和横向偏斜角的形式。本船轴系设计成没有纵向倾角和横向偏斜角。（3）轴线的数量和位置本船是双轴系拖轮，轴线数目是2。轴线位置和主机与螺旋桨的布置位置有关。螺旋桨的布置位置“2900kW近海拖轮总布置图”中已经确定，距设计水线1.9m，而主机位置在机舱布置图中给出，距设计水线也是1.9m，故轴线位置

7、求出如下：———————————————————————————————————————————————轴高度：1.9m（无纵向倾角）轴横向位置：距船中纵剖面2.8m，平行分布其两侧（无横向偏斜角）轴前后位置：螺旋桨中心线通过3号肋骨。2、轴承的位置、数目与间距（1）轴承位置的确定方法为了减少船体变形对轴承负荷的影响，一般将中间轴承尽量靠近舱壁布置，某些小型船舶甚至可以直接将轴承布置在舱壁上。轴线的位置是靠各轴承的布置位置来保证的，对本船来说采用拉线或望光法找到各档轴承的中心位置，这样轴承沿高低及水平方向的位

8、置也就确定了。本船是中型船舶螺旋桨重量不重，没必要对轴线常采用曲线安装法。（2）中间轴承的数目和间距a、轴承的数目本船每道轴系设计1根中间轴，采用1个中间轴承。b、轴承的间距轴承间距的大小，对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大影响。适当减少轴承的数量，增加其间距，虽会增加一些由其本身重量所引起的弯矩和轴承负荷，但由于轴系变形的牵制减少、轴系的柔性增加，轴承的附加负荷也会减少，工作更为可靠。最小轴承的间