船舶动力装置课程设计任务书(最终版) 型号：6ESDZ 76160.doc

船舶动力装置课程设计说明书1、设计内容：船舶轴系设计2、设计要求：依据给定参数，完成如下工作：确定中间轴、螺旋浆轴以及推力轴的材料和轴径；计算出各轴承的负荷；进行轴系合理较中设计；绘制轴的零件图2张，锻造图1张。3、设计参数主机与螺旋浆相关数据型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机持续转速：124 转/分；1小时转速：130 转/分主机功率、飞轮重量、螺旋浆重量：分组ABCDEFGHIJK持续功率(马力)250032003600410047205350619073207740816090101小时功率(马力)336242634780531359406573765088989400989010900主机飞轮重G1（吨）0.680.901.001.101.181.281.321.451.481.521.60螺旋浆重G2（吨）4.85.46.57.68.59.610.511.411.812.213.0 轴系布置尺寸（mm，其余尺寸如图示）：分组ABCDEFG尺寸a3950375036503550345032503050尺寸b7035683566356435623560355835尺寸c6250620061006000590058005700尺寸d62506200610060005900580057004、我的分组数据为：H、C5、说明：轴承可根据具体情况选用或设计。螺旋浆轴与螺旋浆的连接方式及其连接尺寸可合理设定。对于题目中出现的不合理数据，对其加以说明，数据不必修正，对其引起的后果加以讨论。单位必须全部采用国际单位制（遇有工程单位制的参考资料一律转换成国际单位制）！6、设计参考资料：船舶动力装置设计 陆金铭 主编 国防工业出版社 2006船舶动力装置原理与设计 朱树文 主编 上海交通大学出版社船舶设计实用手册(轮机分册) 中国船舶工业总公司 国防工业出版社，1999.船舶动力装置课程设计（一）已知条件1.主机型号：6ESDZ 76/160型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机 持续功率：5384kw 持续转速：124 转/分 1小时功率：6544 kw 1小时转速：130 转/分 主机飞轮重：1.45x103 kg2.螺旋浆 直径：5490 mm 重量：11.4103 kg（二）中间轴选材与基本直径的计算（按1989年钢质海船规范）1.中间轴材料:35号钢，优质碳素钢 其化学成分为 ：C=0.320.39、Si=0.170.37、 Mn=0.500.80 ,b30Mpa ，s315 Mpa , 属于中碳钢，综合力学性能好，主要用于制造齿轮、轴类零件等2.中间轴基本直径d （1.1）式中，P轴传递的最大持续功率（kw），取P=5384kw n轴传递的转速，取n=124转/分 b轴材料的抗拉强度，取b=530Mpa c系数，取c=1 mm因本轮按冰区级别为B级进行加强，取增加5% d0.则中间轴基本直径d应为：d=334+3345%=351 mm考虑到安全系数取10% 则现取d=3511.1=387 mm， 轴承处的轴径d=400 mm。（三）螺旋浆轴的选材与轴径计算螺旋轴材料选35号钢。按上述中间轴径d公式（1.1）计算，但系数c取1.26。故螺旋浆轴的计算基本直径dp为：dp=d1.26=488 mm（四）推力轴的选材与轴径计算螺旋轴材料选35号钢。仍按上述中间轴径d式（1.1）计算，但系数c取1.10。故推力轴的计算基本直径dt为：dt=d1.10=426 mm（五）轴承负荷计算1.轴承负荷图的有关数据（1）螺旋浆轴：按有关线图查得重量系数=1.16，则螺旋浆轴的单位长度重量： N/m（2）中间轴：按有关线图查得重量系数=1.04。（3）推力轴：，按有关线图查得重量系数=2.1。2.轴段惯性矩（1）螺旋浆轴： （2）中间轴：（3）推力轴：3.轴段负荷简图：4.各轴段相对刚度：计算各轴段刚度时，忽略铜套影响，取弹性模量E均相等。相对刚度分别为：5.各节点的分配系数：（简支端）其余各节点的分配系数为： （固定端） 6.各跨距端点的固定弯矩利用单跨梁的弯曲要素表，并考虑到弯矩分配法中的符号规定，求得各固定弯矩如下（将其填入“不平衡弯矩传递分配表”）：N/m 7.各点不平衡弯矩传递分配表： 8.各点支反力 同理得出：RC1= -18123N RC2=28631N RD1=37497N RD2=25840N RE1=23388N RE2=25098N RF1=24130N RF2=20767N RG1=15360N RG2=18498N RH=27269N所以： RB= RB1+RB2 = 197505 N RC= RC1 + RC2 =10508 N RD= RD1 + RD2 =63337 N RE= RE1+ RE2 = 48486N RF= RF1 + RF2 = 44897 N RG= RG1 + RG2 =33858 N RH= 27269N 9.校核 载荷总重量：W=96009.8+14100（0.9+1.4+3.75+1.925）+7940（6.835-1.925+6.2+6.2+4.55+1.6）+12809.8+142001.445=425863 N 总的支承反力：R=RB+RC+RD+RE+RF+RG+RH=197505+10508+63337+48486+44897+33858+27269=425860 N10.轴承比压：螺旋桨轴(靠近螺旋桨)采用铁梨木轴承，则其长度：L=4D另一螺旋桨轴采用白合金轴承，其长度：L=2D中间轴轴承长度：L=0.8D推力轴轴两端支撑轴承尺寸：L=D（D为轴承孔径）所以： B点 C点 D点 E点 F点 G点 H点：H点负荷应包括推力轴前半部分重量，因此：H=27269+142001.445=47788 N11.轴承负荷的调整 可用以下方法调整 （1）调低支承点的最高负荷。可采用使上述计算中最高负荷的支承D点的位置降低，或升高最低负荷支承点C的位置的方法。先采用升高C的方法： 现使C点升高3毫米（即=310-3米），并求出对各支承点所引起的不平衡弯矩： （式中，E=2.061011 pa）取 IBC=1.9210-3 米4 ICD=（1.9210-31.925+0.73610-34.91）/6.835 = 1.0710-3 米LBC=3.75米 ； LCD=6.835 米故对各点所引起的不平衡弯矩（Nm）：各点的支反力和比压：经计算求得： 上表计算结果表明：C点升高2毫米后，可使原支点D的最大比压53.225 N/cm2，降为E点的最大比压47.66 N/cm2，约比原来的最大比压降低 10.46%；使原来点C的最小比压2.446N/cm2，升高为C点的最小比压10.38N/cm2，使得各点的比压较调整前均匀一些。轴承负荷及允许比压轴承负荷及轴承支反力。在轴系中，任何轴承不允许出现轴承脱空、上轴承衬承载或过载现象，轴承的最大允许负荷Rmax，应不超过下式确定的值：Rmax= pdl式中，d在轴承衬长度内的轴外径； l轴承衬长度； p轴承衬材料的允许比压。一般情况下，轴承