船舶尾軸設(shè)計(jì)

1、廣 東 海 洋 大 學(xué)船舶動(dòng)力裝置課程設(shè)計(jì)（20142015學(xué)年第1學(xué)期）所在專業(yè)：輪機(jī)工程（陸上）所在班級(jí)：陸上1111學(xué)生學(xué)號(hào)201111823125學(xué)生姓名：吳凱銓指導(dǎo)教師：安連彤船舶動(dòng)力裝置課程設(shè)計(jì)（一）已知條件1.主機(jī)型號(hào)：6ESDZ 76/160型式：二沖稱、直列、回流掃氣、廢氣渦輪增壓低速柴油機(jī) 氣缸直徑：760 毫米 活塞行程：1600 毫米 缸數(shù)： 6 持續(xù)功率：6190 馬力 持續(xù)轉(zhuǎn)速：124 轉(zhuǎn)/分 1小時(shí)功率：7650 馬力 1小時(shí)轉(zhuǎn)速：130 轉(zhuǎn)/分 主機(jī)飛輪重：1.32 噸2.螺旋漿 直徑：5490 毫米 重量：9.6噸. 3.設(shè)計(jì)航速：15節(jié)（二）中間軸基本直徑（

2、按1983年鋼質(zhì)海船規(guī)范）1.中間軸材料選用35CrMoA 35CrMoA有很高的靜力強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞極限，淬透性較40Cr高，高溫下有高的蠕變強(qiáng)度與持久強(qiáng)度，長(zhǎng)期工作溫度可達(dá) 500；冷變形時(shí)塑性中等，焊接性差。用作在高負(fù)荷下工作的重要結(jié)構(gòu)件，如車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)件；汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、主軸、重載荷的傳動(dòng)軸，大斷面零件 。 力學(xué)性能：b=70公斤/平方毫米，=15%，=45%，HB=217-255。 熱處理規(guī)范及金相組織：熱處理規(guī)范：淬火850,油冷;回火550,水冷、油冷。2.中間軸基本直徑d 式中，N軸傳遞的額定功率（馬力），取N=6190馬力 n軸傳遞的轉(zhuǎn)速，取n=124轉(zhuǎn)/分

3、 b軸材料的抗拉強(qiáng)度，公斤力/毫米2，取b=70公斤力/毫米2 c系數(shù)，根據(jù)船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)輪機(jī)部分表3-2-1，取c=1.0 毫米因本輪按冰區(qū)級(jí)別為B級(jí)進(jìn)行加強(qiáng)，取增加5% d0。則中間軸基本直徑d應(yīng)為： d=372.4+18.6=391 毫米現(xiàn)取d=440毫米，軸承處的軸徑d=450毫米。螺旋漿軸徑計(jì)算：仍按上述中間軸徑d計(jì)算公式計(jì)算，根據(jù)船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)輪機(jī)部分表3-2-1，c=1.26，故螺旋漿軸的計(jì)算基本直徑為： =d×1.26=372.4 ×1.26=469.2 毫米故d取480mm。推力軸軸徑計(jì)算：仍按上述中間軸徑d計(jì)算公式計(jì)算，根據(jù)船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)輪機(jī)部分表

4、3-2-1，c=1.1則 d=372.4×1.1=409.6毫米按冰區(qū)級(jí)別為B級(jí)進(jìn)行加強(qiáng)，取增加5% d0。 d=409.6+0.05d= 430毫米 取推力軸軸徑d=460 mm查表得推力環(huán)軸徑為860 mm推力環(huán)厚度為0.4d=184，取厚度為190 mm（三）軸承負(fù)荷計(jì)算1.軸承負(fù)荷圖的有關(guān)數(shù)據(jù)（1）螺旋漿軸：按有關(guān)線圖查得重量系數(shù)=1.05，則螺旋漿軸的單位長(zhǎng)度重量： 噸力/米（2）中間軸：按有關(guān)線圖查得重量系數(shù)=0.99。 噸力/米（3）推力軸：按圖紙算得q=1.04噸力/米。2.軸段慣性矩（1）螺旋漿軸： 米4（2）中間軸： 米4（3）推力軸： 米43.軸段負(fù)荷簡(jiǎn)圖：4.

5、各軸段相對(duì)剛度計(jì)算各軸段剛度時(shí)，忽略銅套影響，取彈性模量E均相等。相對(duì)剛度分別為：而 3/4kBC=0.534 5.各節(jié)點(diǎn)的分配系數(shù)（因?qū)俸?jiǎn)支）其余各節(jié)點(diǎn)的分配系數(shù)為： 6.各跨距端點(diǎn)的固定彎矩 根據(jù)材料力學(xué)或結(jié)構(gòu)力學(xué)的彎矩表中有關(guān)公式求得，并將其填入“不平衡彎矩傳遞分配表”。 7.各點(diǎn)不平衡彎矩傳遞分配表1.000 0.633 0.309 0.507 0.492 0.500 0.500 0.427 0.572 0.379 0.620 0.000 -12.248 0.922 -0.922 6.267 -2.124 1.733 -1.733 1.733 -1.733 1.104 -1.104 2

6、.084 -1.069 11.326 -5.345 0.391 0.000 0.629 -0.980 11.326 -3.383 -1.652 0.198 0.192 0.000 0.000 0.269 0.360 -0.371 -0.608 0.000 -1.692 5.663 0.099 -0.826 0.000 0.096 0.134 0.000 -0.186 0.180 0.000 -0.304 1.692 -5.762 0.826 -0.230 0.186 -0.180 1.692 -3.647 -1.780 0.419 0.406 -0.115 -0.115 0.079 0.106

7、 -0.068 -0.112 -1.824 0.846 0.209 -0.890 -0.058 0.203 0.040 -0.058 -0.034 0.053 0.000 -0.056 1.824 -1.055 0.948 -0.243 0.092 -0.053 1.824 -0.668 -0.326 0.481 0.466 -0.121 -0.121 0.039 0.052 -0.020 -0.033 -0.334 0.912 0.240 -0.163 -0.061 0.233 0.020 -0.061 -0.010 0.026 0.000 -0.016 0.334 -1.152 0.224

8、 -0.253 0.071 -0.026 0.334 -0.729 -0.356 0.113 0.110 -0.126 -0.126 0.030 0.040 -0.010 -0.016 0.000 -0.365 0.167 0.057 -0.178 -0.063 0.055 0.015 -0.063 -0.005 0.020 0.000 -0.008 0.365 -0.224 0.241 -0.070 0.068 -0.020 0.365 -0.142 -0.069 0.122 0.119 -0.035 -0.035 0.029 0.039 -0.008 -0.013 0.000 -0.071

9、 0.182 0.061 -0.035 -0.018 0.059 0.015 -0.018 -0.004 0.019 0.000 -0.006 0.071 -0.243 0.052 -0.074 0.021 -0.019 0.071 -0.154 -0.075 0.026 0.026 -0.037 -0.037 0.009 0.012 -0.007 -0.012 0.000 -0.077 0.035 0.013 -0.038 -0.018 0.013 0.005 -0.018 -0.004 0.006 0.000 -0.006 0.077 -0.049 0.056 -0.017 0.022 -

10、0.006 0.077 -0.031 -0.015 0.028 0.028 -0.009 -0.009 0.009 0.013 -0.002 -0.004 0.000 -0.015 0.039 0.014 -0.008 -0.004 0.014 0.005 -0.004 -0.001 0.006 0.000 -0.002 0.015 -0.053 0.012 -0.019 0.006 -0.006 0.015 -0.033 -0.016 0.006 0.006 -0.009 -0.009 0.002 0.003 -0.002 -0.004 0.000 -0.017 0.008 0.003 -0

11、.008 -0.005 0.003 0.001 -0.005 -0.001 0.002 0.000 -0.002 0.017 -0.011 0.013 -0.004 0.006 -0.002 0.017 -0.007 -0.003 0.006 0.006 -0.002 -0.002 0.002 0.003 -0.001 -0.001 0.000 -0.003 0.008 0.003 -0.002 -0.001 0.003 0.001 -0.001 0.000 0.002 0.000 0.000 0.003 -0.012 0.003 -0.004 0.001 -0.002 0.003 -0.00

12、7 -0.004 0.001 0.001 -0.002 -0.002 0.001 0.001 -0.001 -0.001 0.000 -0.004 0.002 0.001 -0.002 -0.001 0.001 0.000 -0.001 0.000 0.000 0.000 -0.001 0.004 -0.002 0.003 -0.001 0.001 0.000 0.004 -0.002 -0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 -12.248 12.248 -1.864 2.670 -2.869 2.866 -1.

13、510 1.510 -1.491 1.490 -1.280 1.281 -1.470 8.各點(diǎn)支反力,由力學(xué)分析得：RB=18.35噸； RC=8.87噸； RD=8.43噸； RE=9.12噸；RF=8.92噸； RG=9.01噸； RH=8.87噸 9.校核 載荷總重量：W=9.6+2.6*7.975+1.83*22.96+2.19*1.445+1.32=76.83噸 總的支承反力： R=B+C+D+E+F+G+H=18.35+8.87+8.43+9.12+8.92+9.01+8.87=71.48噸10.軸承負(fù)荷：螺旋槳軸(靠近螺旋槳)采用鐵梨木軸承，則其長(zhǎng)度：L=4D另一螺旋槳軸采用白合

14、金軸承，其長(zhǎng)度：L=2D中間軸軸承長(zhǎng)度：L=0.74D推力軸軸兩端支撐軸承尺寸：L=D B點(diǎn) 公斤力/厘米2 C點(diǎn) 公斤力/厘米2 D點(diǎn) 公斤力/厘米2 E點(diǎn) 公斤力/厘米2 F點(diǎn) 公斤力/厘米2 G點(diǎn) 公斤力/厘米2H點(diǎn)：H點(diǎn)負(fù)荷應(yīng)包括推力軸前半部分重量，因此：H=3.00+3.17(2.3-1.445)=3.00+2.71=5.71 噸 公斤力/厘米2軸承負(fù)荷及允許比壓：軸承負(fù)荷及軸承支反力。在軸系中，任何軸承不允許出現(xiàn)軸承脫空、上軸承襯承載或過(guò)載現(xiàn)象，軸承的最大允許負(fù)荷Rmax，應(yīng)不超過(guò)下式確定的值：Rmax= p·d·l式中，d在軸承襯長(zhǎng)度內(nèi)的軸外徑； l軸承襯長(zhǎng)度； p軸承襯材料的允許比壓。一般情況下，軸承允許比壓應(yīng)不超過(guò)下列數(shù)值：白合金艉管軸承 p5 公斤力/厘米2鐵梨木艉管軸承 p3 公斤力/厘米2中間軸承 p6 公斤力/厘米2推力軸承 p28 公斤力/厘米2減速器大齒輪軸承 p10 公斤力/厘米2所謂軸承的負(fù)荷過(guò)重即軸承的最大負(fù)荷超過(guò)了軸承允許比壓的數(shù)值。因?yàn)锽、C、D、E、F、G、H點(diǎn)的軸承負(fù)荷均在要求范圍內(nèi)，故軸承位置合理。