船舶轴系设计与计算.pdf

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1、轴轴轴系设计与计算系系设设计计与与计计算算热能工程系-胡义2011年5月P123456参考资料•商圣义.民用船舶动力装置.北京：人民交通出版社，1996•张乐天.民用船舶动力装置.北京：人民交通出版社，1985•轮机工程手册编委会.轮机工程手册(下册).北京：人民交通出版社，1994•彭文生等.机械设计.武汉：华中理工大学出版社,1996•王昆.机械设计课程设计.武汉：华中理工大学出版社,1999•中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册（轮机分册）.北京：国防工业出版社,1999•内河船舶设计手册编写组.内河船舶设计手册（动力分册）北京：人民交通出版社，198

2、9•中国船级社，《钢质内河船舶入级与建造规范（2006）》22011年5月16日星期一P123456•轴系设计计算设计主要内容1）基本轴径的计算2）轴系长度计算3）轴系的布置4）轴系结构确定5）轴承的负荷计算6）轴系主要零件的强度计算7）尾轴、尾轴承设计计算8）可拆联轴器设计计算9）中间轴、尾轴静强度校核计算32011年5月16日星期一已知条件•G8300ZC18B（右机）、G8300ZC19B（左机）•柴油机额定功率N＝1470kW，额定转速550r/min•选用GWD52.59减速齿轮箱，减速比i＝2.4667:1。42011年5月16日星期一•轴系设计

3、计算设计流程1）基本轴径的计算¾确定轴系材料（见课本P50和附录1）¾轴径确定（《钢规》第3篇11章轴系与螺旋桨）N560e–中间轴直径计算：d=FC3()nσ+160eb–螺旋桨轴直径计算¾还应考虑与选配的轴承匹配52011年5月16日星期一传动轴的直径计算（海船）1d=dN560c4ed=FC3()3⎛d⎞⎜0⎟neσb+1601−⎜⎟d⎝a⎠•d——轴的直径，mm；•F——推进装置型式系数，•F=95，对于涡轮推进装置﹑具有滑动型联轴节的柴油机推进装置和电力推进装置；•F=100，对于所有其它型式的柴油机推进装置；•C——不同轴的设计特性系数；•Ne—

4、—轴传递的额定功率，kW；•ne——轴传递Ne的额定转速，r/min；•σb——轴材料的抗拉强度•对于中间轴，若σb>800N/mm2时，取800N/mm2•对于螺旋桨轴和尾管轴，若σb>600N/mm2时，取600N/mm2。62011年5月16日星期一设计系数C具有下述式的中间轴对在发动机外的推力轴具有下述型式的螺旋桨轴油润滑，适用于液且具有油润滑，3.3.3.3压径在推力环处整认可型油且具有认规定的螺无向向外等于推在轴向体封装置，可型油封旋桨轴长键孔纵力轴直径的轴承处，连键或装有装置，或度以前的套﹑向部分，其余此处滚柱接槽连续轴套装有连续螺旋桨轴合横槽

5、部分可按圆轴承用作法的无键套轴套的有或尾管轴联向锥减小到中推力轴承兰合或法兰键螺旋桨到尾尖舱轴孔间轴直径连接的螺轴舱壁部分器旋桨轴的直径1.01.01.101.101.201.101.101.201.261.15①②⑤②⑤③⑤④⑤72011年5月16日星期一N560e基本直径计算d=FC3()nσ+160eb式中:Ne=1470kW；n---n=500/2.4667=223r/mineeσ----采用35#钢σ=520MPaF=100bbC----中间轴系数,C=1.0；C----无键连接,C=1.221122取中间轴基本直径φ230mm，取艉轴基本直径φ2

6、50mm,满足规范要求82011年5月16日星期一•轴系设计计算设计流程1）基本轴径的计算螺旋桨轴直径(仅供参考）参考《民用船舶动力装置》（张乐天）P40表2-3-192011年5月16日星期一设计流程•轴系设计计算1）基本轴径的计算中间轴轴颈直径注：尽可能不选括号中直径《轮机工程手册》下第236页表6.2.1-6102011年5月16日星期一设计主要内容–选定密封装置112011年5月16日星期一设计主要内容尾轴前密封122011年5月16日星期一设计主要内容尾轴后密封132011年5月16日星期一设计主要内容–选定尾轴承142011年5月16日星期一设计

7、主要内容艉管前轴承152011年5月16日星期一设计主要内容•轴颈比轴干大5-30mm艉管后轴承实例：轴颈比轴干•8000DWT，大15mm•73.55m，大15mm•2940kW，大30mm•10000DWT，大15mm162011年5月16日星期一设计主要内容尾轴结构：直径•轴干：240mm•前轴颈：255mm•后轴颈：260mm•前密封：240（wmax)，规格260•后密封：240（wmax)，规格260注意：确定轴干轴颈直径时须综合考虑密封、轴承的匹配。172011年5月16日星期一设计主要内容•确定轴系长度–确定轴系基本长度（见课本P35）–选定

8、尾轴承–选定密封装置–确定螺旋桨轴长度（见课本P42