船舶动力装置课程设计

1、（一）已知条件主机型号：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 mm活塞行程：1600 mm缸数： 6持续功率：5350马力持续转速：124 r/min1小时功率：6573 马力1小时转速：130 r/min主机飞轮重：1.28 t螺旋浆直径：5490 mm重量：9.6 t（二）中间轴基本直径（按1983年钢质海船规范）中间轴材料35优质碳素钢中间轴基本直径d0d = 90c （ 62 ）03 n c +18式中，N一轴传递的额定功率（马力），取N=5350马力n轴传递的转速，取n=124r/minc 轴材料的抗拉强度，kgf/mm2，取c

2、=48kgf/mm2c系数，取c=1d0 = 90315110，486218 = 309mm因本轮按冰区级别为BII级进行加强，取增加5%d0。则中间轴基本直径d 0应为：d 0 = 309 +15 = 324mm考虑到安全系数取10%，现取d0 = 360mm，轴承处的轴径d = 370mm。（三）螺旋浆轴径计算仍按上述中间轴径d计算公式计算，但系数c取1.27。故螺旋浆轴的计算基0本直径d为：d = d xl.27 = 324x1.27 = 411mm现取d =450mm，轴承处的轴径d=460mm。（四）推力轴轴径计算仍按上述中间轴径d计算公式计算，但系数c取1.1。故推力轴的计算基苯直

3、径d为：d = d x1.1 = 324 x1.1 = 356mm 现取d =400mm，轴承处的轴径d=410mm。（五）轴承负荷计算1.轴承负荷图的有关数据（轴的重度y = 0.0769N/cm3）（1）(2)螺旋浆轴：按有关线图查得重量系数甲=1.187，则螺旋浆轴的单位长度重量：q * 工y=1.187x 34 x 0.452 x些=14510N/m4410-6中间轴：L/D=15,按有关线图查得重量系数甲=1.09，则中间轴的单位长度重量:,八八 3.14 x 0.362 0.0769q = 1.09 xx= 8527N / m410-6推力轴：L/D=3.6，有关线图查得重量系数甲

4、=2.05,则推力轴的单位长度重量：3.14 x 0.402 0.0769410-6(5)2.轴段惯性矩兀 3 14螺旋浆轴：I = 一 d 4 = x 0.454 = 2.01x10-3 m 464 p 64兀 3 14中间轴：I = d 4 = x 0.364 = 0.82 x 10-3 m 4643.14,- x 0.404 = 1.26 x 10-3 m 464(1)(2)64 0推力轴：1 =七d二（4）q = 2.05xx=19800N/m轴段负荷简图: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：I2.01x 10-3=0.618 x10-3L

5、 3.251.925 x 2.01 + (6.035 -1.925) x 0.826.035 0.82 x10-3 =0.141x10-35.8kBCkCDkDEEFkFGkGH0.82 X10-3 =0.180 X 10-34.550.82 x 1.6 +1.26 x 1.445 10-3 X3.0455.各节点的分配系数10-3X = 0.199 X10-3 6.035=0.338 X10-3 3.045（因属简支）BCCDCDCDDEDEDEEFEFEFFGFGFGGH0.6180.618 + 0.1990.1990.199 + 0.1410.1410.141 + 0.1410.1410

6、.141 + 0.1800.180=0.76=0.59=0.50=0.440.180 + 0.338=0.35人=力ff人=ff=0 （H点是固定端）BCCDDEEFDEEFFGFGCDDEEFFGGHGH0.1990.618 + 0.1990.1410.199 + 0.1410.1410.141 + 0.1410.180=0.24=0.41=0.500.141 + 0.180=0.560.3380.180 + 0.338=0.65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”。,.1 .、 一 1 _、 TOC o 1-5 h z M =

7、-(Pb + ql2) = -(9.6x 103 x9.8x 1.4 + x 14510 x2.32)= -170091N-m B22M =BM，C11-ql2 =x 14510 x 3.252 = 12772N - m=-M =-12772N - m B”(*(3.2-8al + 6l2)+ 卷lj (4l-3b)1212=q a12 =14510 X (1：925)2 X (3 X 1.9252 - 8 X 1.925 x 6.035 + 6 x 6.0352) + 8527 x (11)? x (4 x 6.035 - 3 x 4.11)126.035126.035=20710N - m

8、M =-q(-)2(4/-3a)-2 l4 -a3(4/-3a)D 12 l12 1214510 (1925 85271/= xx (4 x 6.035 - 3 x 1.925)-xx 6.0354 -1.9253 x(4 x 6.035 - 3 x 1.92512 6.035)126.0352= -25584N - m11 M=ql2 = x 8527 x 5.82 = 23904N - m TOC o 1-5 h z d 1212M =- M = -23904N - m1 .1 M=ql2 =x 8527 x 5.82 = 23904N - me 1212M =- M = 23904N -

9、 m1 .1 一 M =ql 2 =x 8527 x 4.552 = 14711N - mf 1212Mg=- M； = -14711N - mM = q (a)2(3a2 -8al + 6l2) + %(b)2(4l -3b) + P(l -c)(-)2 G 12 l12 ll852712xpL 23.045)x (3x1.62 -8x1.6x3.045 + 6x 3.0452) +1980012(1.445 V x 3.045)x (4 x 3.045 - 3 x 1.445)(0745 +1280 x9.8x (3.045 - 0.745) x 3.045)=9417N - mM=-纸a

10、)2(4l-3a)- q2 l4 -a3(4l-3a)-Pc(三)2H 12 l1212l8527 ( 16 198001I=-x x (4x 3.045 -3x1.6) - -9一xx 3.0454-1.63 x (4x 3.045 -3x1.6)12 3.045)123.0452-1280 x 9.8 x 0.745 x(3.045 - 0.745 I 3.045)= -16699N - m各点不平衡弯矩传递分配表DcDEEaH分配系数10.760.240.590.410.50.50.440.560.350.650固定弯矩平衡弯1277220710-2558423

11、904-2390423904-2390414711-147119417-1669915731979381680091935294第一次分配157319-6033-1905991689004045514818533441_第一次传递3016_78660_496_953_0344_2022_0_926_2574_1721平衡弯矩301E7915595323679262574箪一次分配MLB-60158-18997562_391-1183-1183-408_-519-901-1673第一次传递-30079_1508_2819499_592_195_204_592_450_259_-837平衡弯矩30

12、BZ217891009091042259第二次分配30079-1360-429595341374445958491169第三次传递-68015039_2977_-2152_2069_229245_292_84平衡弯矩6|80180162L3229848292第四次分配680-13692-432412587-1149-1149-21-27-102-190第四次传递-684634063-2162-57444-10-574-51-13-95平衡弯矩684640327363362613第五次分配6846-306-9716141122-17-1727535059第五次传递-1533423807-48-8

13、561138-821754平衡弯矩1534230576996175第六次分配153-3215-10153323-349-34933-61-114第六次传递1608_7717_508_175_121_175_312-57平衡弯矩160893682205-2第七次分配1608_-71-22_403_280_-6-690115-第七次传递_35_804_201214045-3057-平衡弯矩35100514185457第八次分配35-764-24196-93-9322-20-37第八次传递-382184-121-4631一46-101-19平衡弯矩382边167456第九次分配382-17-5986

14、8-2-225320-第九次传递-819149-3-13412-10160平衡弯矩8240L-411-16第十次分配8-183_-52_21-23-2301-6-W_第十次传递_=914129_1210_=0230-5平衡弯矩91-540-J140第十一次分91_-4_-2417006800第十一次传应4612-10830040平衡弯矩258-L10=4第十一.次分2-44-1410-6-600-1-3第十一次传-2210-7-300-3-10-1平衡弯矩22zJ10040第十三次分22-1064002200第十三次传011300210010平衡弯矩014030zJ第十四次分0-11-300-

15、1-000-第十四次传zl500q00000平衡弯矩50200第十五次分50011000000第十五次传03100000000平衡弯矩03000第十六次分0-3-100000000第十六次传-10000000000-1700911700901492-1492-2931829317-2331723317-2083920838-1100611006-15905各点支反力M = 01则有：9.6x 103 x 9.8 x 0.9 + x (14510 x 2.3) x 2.3 +170091 = 2.3R2B1得：R = 127453NM =01则有：一x (14510 x 3.25) x 3.25

16、 +170090 +1492 = 3.25R2B 2得：R = 76373NM = 0,B21则有：-x (14510 x 3.25) x 3.25 = 3.25R。 +170090 +1492得：R =-29216NC1EM。 = 0 TOC o 1-5 h z 19251则有：(14510 x 1.925) x ( + 4.11) + x (8527 x 4.11) x 4.11 = 6.035RC2 +1492 + 29318得：R = 30305NM = 014 11则有：x (14510 x 1.925) x 1.925 + (+1.925) x (8527 x 4.11) +149

17、2 + 29318 = 6.035R 22s得：R = 32672NM = 0一1则有：-x (8527 x5.8)x5.8 + 29317 = 5.8RD2 + 23317得：R = 25763NM = 0一1则有：x (8527 x 5.8) x 5.8 + 23317 = 5.8R + 293172E1得：R = 23694NM = 0一1则有：-x (8527 x5.8)x5.8 + 23317 = 5.8R2 + 20839得：R = 25156NM = 0一：2 1则有：-x (8527 x5.8)x5.8 + 20839 = 5.8R+ 23317得：R = 24301NM =

18、10.1则有：-x (8527 x 4.55) x 4.55 + 20838 = 4.55R2 +11006得：R = 21560NM = 0.1则有：-x (8527 x 4.55) x 4.55 +11006 = 4.55R + 20838得：R = 17238N2M h = 0(L6 +1.445) x (8527 x1.6) + 1 x (19800 x 1.445) x 1.445 +1.28 x 103 x 9.8 x 0.745 +11006 TOC o 1-5 h z 人有：22=3.045R +15905得：R = 18308NM = 011.445x (8527 x 1.6

19、) x1.6 + (+1.6) x (19800 x 1.445) +1.28 x 103 x 9.8 x (3.045 - 0.745)人有：22+15905 = 3.045R +11006得：R = 36491NRb = RB + Rb 2 = 127453 + 76373 = 203826NR = R + R =29216 + 30305 = 1089NC C1 C 2R = R + R = 32672 + 25763 = 58435NDRERFRGRHD1D 2=R + R = 23694 + 25156 = 48850N =r+ R 2 = 24301 + 21560 = 45861

20、N =R1 + R = 17238 +18308 = 35546N=36491N校核载荷总重量：F = (9.6 +1.28) x 103 x 9.8 +14510 x (0.9 +1.4 + 3.25 +1.925) + 8527 x (6.035 1.925) + 5.8 + 5.8 +4.55 +1.6) +19800 x 1.445 = 430097N总的支承反力：R = R + R + R + R + R + R + R = 202826 +1089 + 58435 + 48850 + 45861 + 35546 + 36491=430098N所以总重力近似等于总支反力轴承负荷：36

21、491 + 8527 x 1.6 =298240 N / m2 0.41x 0.41螺旋桨轴（靠近螺旋桨）采用铁梨木轴承，则其长度：L=4DB点R203826p = ld = 4_0460 = 240815 N / m2C点R1089Pc lD 2 x 0.46 x 0.46 2573D点R58435P LD 0.74 x 0.37 x 0.37 -E点R48850Pe - LDD = 0.74 x 0.37 x 0.37 =血F点R45861PL Ld 0.74 x 0.37 x 0.37 -血G点p =乌=35546= 350878 N /m2g LD 0.74 x 0.37 x 0.37

22、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=0.74D推力轴轴两端支撑轴承尺寸：L=DH点：H点负荷应包括推力轴前半部分，因此Ph轴承负荷的调整可用以下方法调整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点的方法：使C点上升3.5mm (即A =3.5X105)，并求出对各支承点所引起的不平衡弯矩：n ,6 Ek M =5l式中，E = 2.058 x 1011N / m 2已知:MBCkBClBC0.618 x10-3 m 43.25m=MCBk = 0.199 x10-3 m 4l = 6.0

23、35mCD6 x 2.058 x 1011 x 0.618 x 10-3x 0.0035 = -821807N - mMD = Mdc6.035故对各点所引起的不平衡弯矩：3.256 x 2.058 x1011 x 0.199 x10-3x 0.003.5 = 142510 N - mBCDEEGH分配系数1.000.760.24_0.52_0.410.50_0.50_044_06050.65000固定弯矩0-82180782180714251014251000000000平衡弯矩82807679298142510第一次分配821807516266163031-84081-5842900000

24、0第一次传递25813341090442040815160-2921400000平衡弯矩-258133368863815162921400第一.次分配-258133-280336-88527-48094-3342114607146070000第二次传递-140168-129067-2404744264_7304_167110_7304_000平衡弯矩140168153114369601671173040箪三次分配14016811636636747218061515483558355-3214-409000第三次传递5818370084109031837441787577-160741780-2

25、0450平衡弯矩5818380987-225515970-41.222045第四次分配-58183-61550-19437-13305-9246-2985-2985-1838-23407161329第四次传递307752909266539718_1492_4623_919_1492_3581170_665平衡弯矩307753574411211554211351170第五次分配307752716685Z2_6614_4596_2771_2771_499_635_409_760_第五次传递1358315388_3307_4289_1386_2298_250_1386_205_318_380_平衡弯

26、矩1358318695567525481590318第六次分配-13583-14208-4487-3348-2327-1274-1274-700-891-111-207第六次传递-71046791_ 1674-2243_637_ 1163_350_637_56-445_-103_平衡弯矩71r0484652880151369344L5第七次分配71046434203216991181757757305388156289第七次传递32173552850101637859015237878194145平衡弯矩321744021394743456194第八次分配-3217-3345-1056-823

27、_-572-371-371-201_-255_-68-126第八次传递 1673 160841-528_-186_286_100_186_34_128_-63平衡弯矩167320207L4386220128第九次分配16731535485421_2931313_97123_45_83第力次传递767_836_21_242_97_146_4897226242平衡弯矩7671047339195-11962第十次分配-767_-796_-251_-200_-139_-97_-97_-52_-67_-22_-40_第十次传递_398_384_100_126_49_-69-26_49_U_33_-20_

28、平衡弯矩39848417495933第-一次分配39836811610371484826331222第十一次传递18419951582436132461711平衡弯矩-184-250-82-49-30-17第十一次分配_-184_-190_-60_-48_-34_-24_-24_-13_-17_-6_-1第十二次传递-95-92_-24_30_=2_=17_业-12_-38-5平衡弯矩9151L64223158第十三次分配958828251712127835第十三次传递444812146936143平衡弯矩=44=6020-L27=4第十四次分配-44-46-14-12-8-6-6-3-4-1-3第十四次传递-23-226-7-3-4-2-3-1-2-1平衡弯矩232810642第十五次分配2321764332211第十五次传递1111331211011平衡弯矩453=2zd第十六次分配-1_-1_-3_-3_-2_-_-_-_-0_-1第十六次传递ZL55q-0-000平衡弯矩