船舶尾轴设计

1、广 东 海 洋 大 学船舶动力装置课程设计（20142015学年第1学期）所在专业：轮机工程（陆上）所在班级：陆上1111学生学号201111823125学生姓名：吴凯铨指导教师：安连彤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 气缸直径：760 毫米 活塞行程：1600 毫米 缸数： 6 持续功率：6190 马力 持续转速：124 转/分 1小时功率：7650 马力 1小时转速：130 转/分 主机飞轮重：1.32 吨2.螺旋浆 直径：5490 毫米 重量：9.6吨. 3.设计航速：15节（二）中间轴基本直径（

2、按1983年钢质海船规范）1.中间轴材料选用35CrMoA 35CrMoA有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500；冷变形时塑性中等，焊接性差。用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件 。 力学性能：b=70公斤/平方毫米，=15%，=45%，HB=217-255。 热处理规范及金相组织：热处理规范：淬火850,油冷;回火550,水冷、油冷。2.中间轴基本直径d 式中，N轴传递的额定功率（马力），取N=6190马力 n轴传递的转速，取n=124转/分

3、 b轴材料的抗拉强度，公斤力/毫米2，取b=70公斤力/毫米2 c系数，根据船舶设计实用手册轮机部分表3-2-1，取c=1.0 毫米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=372.4+18.6=391 毫米现取d=440毫米，轴承处的轴径d=450毫米。螺旋浆轴径计算：仍按上述中间轴径d计算公式计算，根据船舶设计实用手册轮机部分表3-2-1，c=1.26，故螺旋浆轴的计算基本直径为： =d×1.26=372.4 ×1.26=469.2 毫米故d取480mm。推力轴轴径计算：仍按上述中间轴径d计算公式计算，根据船舶设计实用手册轮机部分表

4、3-2-1，c=1.1则 d=372.4×1.1=409.6毫米按冰区级别为B级进行加强，取增加5% d0。 d=409.6+0.05d= 430毫米 取推力轴轴径d=460 mm查表得推力环轴径为860 mm推力环厚度为0.4d=184，取厚度为190 mm（三）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=1.05，则螺旋浆轴的单位长度重量： 吨力/米（2）中间轴：按有关线图查得重量系数=0.99。 吨力/米（3）推力轴：按图纸算得q=1.04吨力/米。2.轴段惯性矩（1）螺旋浆轴： 米4（2）中间轴： 米4（3）推力轴： 米43.轴段负荷简图：4.

5、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：而 3/4kBC=0.534 5.各节点的分配系数（因属简支）其余各节点的分配系数为： 6.各跨距端点的固定弯矩 根据材料力学或结构力学的弯矩表中有关公式求得，并将其填入“不平衡弯矩传递分配表”。 7.各点不平衡弯矩传递分配表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.各点支反力,由力学分析得：RB=18.35吨； RC=8.87吨； RD=8.43吨； RE=9.12吨；RF=8.92吨； RG=9.01吨； RH=8.87吨 9.校核 载荷总重量：W=9.6+2.6*7.975+1.83*22.96+2.19*1.445+1.32=76.83吨 总的支承反力： R=B+C+D+E+F+G+H=18.35+8.87+8.43+9.12+8.92+9.01+8.87=71.48吨10.轴承负荷：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

14、金轴承，其长度：L=2D中间轴轴承长度：L=0.74D推力轴轴两端支撑轴承尺寸：L=D B点 公斤力/厘米2 C点 公斤力/厘米2 D点 公斤力/厘米2 E点 公斤力/厘米2 F点 公斤力/厘米2 G点 公斤力/厘米2H点：H点负荷应包括推力轴前半部分重量，因此：H=3.00+3.17(2.3-1.445)=3.00+2.71=5.71 吨 公斤力/厘米2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= p·d·l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，轴承允许比压应不超过下列数值：白合金艉管轴承 p5 公斤力/厘米2铁梨木艉管轴承 p3 公斤力/厘米2中间轴承 p6 公斤力/厘米2推力轴承 p28 公斤力/厘米2减速器大齿轮轴承 p10 公斤力/厘米2所谓轴承的负荷过重即轴承的最大负荷超过了轴承允许比压的数值。因为B、C、D、E、F、G、H点的轴承负荷均在要求范围内，故轴承位置合理。