船舶动力装置课程设计

（一）已知条件1.主机型号：6ESDZ76/160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：760mm活塞行程：1600mm缸数：6持续功率：5350马力持续转速：124r/min1小时功率：6573马力1小时转速：130r/min主机飞轮重：1.28t2.螺旋浆直径：5490mm重量：9.6t（二）中间轴基本直径（按1983年钢质海船规范）1•中间轴材料35优质碳素钢2.中间轴基本直径d0d=90c3N（―62）

o3nb+18b式中，N—轴传递的额定功率（马力），取N=5350马力n一轴传递的转速，取n=124r/minb一轴材料的抗拉强度，kgf/mm2，取b=48kgf/mm2b bc一系数，取c=1d二90」5350f62 309mmo\124（48+18丿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应为：0d=309+15=324mm0考虑到安全系数取10%，现取%=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。0故螺旋浆轴的计算基本直径d为：d=dx1.27=324x1.27=411mmp 0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。0故推力轴的计算基本直径d为：td二dx1.1二324x1.1二356mmt 0现取d=400mm，轴承处的轴径d=410mm。t（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)螺旋浆轴：按有关线图查得重量系数屮=1.187，则螺旋浆轴的单位长度重量：(1)兀・d2 1gr3.14x0.4520.07691/lcinAr/q=屮• p・Y=1.187x x =14510N/m(2)4 4 10-6(2)中间轴：L/D=15，按有关线图查得重量系数屮=1.09，则中间轴的单位长度重量:3.14x0.3620.0769q=1.09x x =8527N/m4 10-6推力轴：L/D=3.6，有关线图查得重量系数屮=2.05,则推力轴的单位长度重量：(4)2.05x3.14x(4)2.05x3.14x0.402410-6=19800N/m(5)2.轴段惯性矩TOC\o"1-5"\h\z兀 314螺旋浆轴：I=一d4= x0.454=2.01x10-3m464p64兀 314中间轴：I=—d4=x0.364=0.82x10-3m4640 64冗 314推力轴：I=—d4=x0.404=1.26x10-3m464t643•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：I 2.01x10-3== =0.618x10相对刚度分别为：I 2.01x10-3== =0.618x10-3L3.25=1.925x2.01+(6.035-1.925)x6.0350.82x10-3= =0.141x10-35.80.82x10-3=0.180x10-34.557 0.82x1.6+1.26x1.445 10-3k= xGHkBCkCDkDEEFk=FG3.0455.各节点的分配系数0.82x10-3=0.199x10-36.0353.045=0338x10-3（因属简支）kBC—k+kBCCDkCDk+kCDDEkDEk+kDEEFkkBC—k+kBCCDkCDk+kCDDEkDEk+kDEEFkEF—k+kEFFGkFGk+kFGGH0.618—0.618+0.199=0.760.1X99.141=0.590.1401+401141=0・500.141—0.141+0.180—0.44°.180 =0.35—0.180+0.338九〃=C九〃D九〃=F=0（H点是固定端）kbc—k+kBCCDkDEk+kCDDEkEFk+kDEEF

kFG-k+kEFFGkGHk+kFGGH=0.618+^.199=0.24=°.141 =0.410.199+0.141=0.141+0.141=0.50=0.141+男180=0.56=0.180+.338=0.651M1M〃=ql2=BM，C121/丿14510 1925 8527 411= x(-^—)2x(3x1.9252-8x1.925x6.035+6x6.0352)+ x(—)2x(4x6.035-3x4.11)12 6.035 12 6.035=20710N-m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”。11M'=-(Pb+-ql2)=-(9.6x103x9.8x1.4+-x14510x2.32)=-170091N-mB 2 21x14510x3.252=12772N-m12」12=-M"=-12772N-mB(a、2 q(3a2-8al+612)+红-I(4/-3b)12kl丿

MD一答)2(41-3a)-巻存4-a3(41-3a)]14510(1.925\2MD一答)2(41-3a)-巻存4-a3(41-3a)]14510(1.925\2二 x12=-25584N-m1116.035丿8527 1x(4x6・035-3x1・925)-ITx亦x.0354-1.9253x(4x6.035-3x1.925M〃二 ql2二x8527x5.82二23904N-md12 12M，EM〃二 qlEM'FM”FM，GM〃G12=—M"=-23904N-mD1 172二—x8527x5.82二23904N-m12」 12=—M"=-23904N-mE1 1二—ql2二—x8527x4.552二14711N-m12 12二-M"=-14711N-mF2(3a2-8al+6l2)+巻(片)2(4l-3b)+P(l-c)(C)28527x12(1.6'乙(3x1.62-8x1.6x3.045+6x3.0452)+—^—x19800(1.445\213.045丿13.045丿x(4x3.045-3x1.445)+1280x9.8x(3.045-0.745)x(0.745\213.045丿二9417N-m二-勲a)2(41-3a)-冀丄[l4-a3(4/-3a)]-Pc(匚)212l 1212 /r8527x12竺丫x(4x3.045-3x1.6)- x—1—x12 3.045213.045丿.0454-1.63x(4x3.045-3x1.6)]-1280x9.8x0.745x(3.045-0.745Y3.045丿二-16699N-m各点不平衡弯矩传递分配表DCDEEaH分配系数107602405904105050440560350650固定弯矩平衡弯矩1277220710—2558423904—2390423904—2390414711—147119417—16699157319—79381680091935294第一次分配157319—6033—1905991689004045514818533441第一次传递—301678660496—95303442022092625741721平衡弯矩3016—79155953—2367—926—2574第一次分配3016—601581183—1183—408—519—901—1673第一次传递—300791508281—9499—592195—204—592—450—259—837平衡弯矩30079—17891009091042259第三次分配30079—1360—429595341374445958491169第三次传递—680150392977—2152206922924529284平衡弯矩680—180162]3—2298—48—292第四次分配680—13692—4324—125—87—1149—1149——21——27———102——190

第四次传递-684634063-2162-57444-10-574-51-13-95平衡弯矩6846-4032736-3362613第五次分配6846-306-9716141122-17-1727535059第五次传递-1533423807-48-8561138-821754平衡弯矩153-423057-6996-175第六次分配153-3215-10153323-349-34933-61-114第六次传递—16087717-508-175121-175-312-57平衡弯矩1608-936823205-2第七次分配1608-71-22403280-6-690115-1-1第七次传递-35804201-11-314045-3057-1平衡弯矩35-100514-1854-57第八次分配35-764-24196-93-9322-20-37第八次传递-382184-121-4631-46-101-19平衡弯矩382-22167-456-1第九次分配382-17-59868-2-225320-1第九次传递-819149-3-13412-10160平衡弯矩8-2404-4171-16第十次分配8-183-5821-23-2301-6-10第十次传递-9141-29-1210-12-30-5平衡弯矩91540-1140第-一次分91-4-12417006800第-一次传-24612-10830040平衡弯矩2-5810-4第十一次分2-44-1410-6-600-1-3第十二次传-2210-7-300-3-10-1平衡弯矩22-110040第十三次分22-1064002200第十三次传011300210010平衡弯矩0-14030-1第十四次分0-11-300-1-1000-1第十四次传-500-2-100-1000平衡弯矩502010第十五次分50011000000第十五次传03100000000平衡弯矩0-30100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EM=0A1则有：9.6x103x9.8x0.9+-x(14510x2.3)x2.3+170091二2.3R2 B1得：R=127453NB1EM=0C11则有：—x(14510x3.25)x3.25+170090+1492=3.25R2 B2得：R=76373NB2EM=0B21则有：—x(14510x3.25)x3.25=3.25R+170090+14922 C1得：R=-29216NC1EM=0D11925 1则有：(14510x1.925)x(—+4.11)+-x(8527x4.11)x4.11二6.035R+1492+293182 2 c2得：R=30305NC2EM=0C2411则有：—x(14510x1.925)x1.925+(—+1.925)x(8527x4.11)+1492+29318=6.035R2D1得：R=32672ND1EM=0E11则有：—x(8527x5.8)x5.8+29317=5.8R+233172 D2得：R=25763ND2EM=0D21则有：—x(8527x5.8)x5.8+23317=5.8R+293172 E1得：R=23694NE1EM=0F11则有：—x(8527x5.8)x5.8+23317=5.8R+208392 E2得：R=25156NE2EM=0E21则有：—x(8527x5.8)x5.8+20839=5.8R+233172 f1得：R=24301NF1EM=0G11则有：—x(8527x4.55)x4.55+20838=4.55R+110062 F2得：R=21560NF2EM=0F21则有：—x(8527x4.55)x4.55+11006=4.55R+208382 G1得：R=17238NG1EM=0H则有(1.6+1.445)x(8527x1.6)+1x(19800x1.445)x1.445+1.28x103x9.8x0.745+11006丿、」有: 22=3.045R+15905G2得：R=18308NG2EM=0G21 1445则有2x(8527x1.6)x1.6+(\^ +1.6)x(19800x1.445)+1.28x103x9.8x(3.045-0.745)+15905=3.045R+11006H得：R=36491NHR=R+R=127453+76373=203826NBB1 B2

R二R+R=—29216+30305二1089NTOC\o"1-5"\h\zC C1 C2R=R+R=32672+25763=58435ND D1 D2R=R+R=23694+25156=48850NE E1 E2R=R+R=24301+21560=45861NF F1 F2R=R+R=17238+18308=35546NG G1 G2R=36491NH9•校核载荷总重量：F=(9.6+1.28)x103x9.8+14510x(0.9+1.4+3.25+1.925)+8527x((6.035—1.925)+5.8+5.8+4.55+1.6)+19800x1.445=430097N总的支承反力：R=R+R+R+R+R+R+R=202826+1089+58435+48850+45861+35546+36491BCDEFGH=430098N所以总重力近似等于总支反力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=DB点R203826 -p= B-— —240815N/m2"BLD4x0.46x0.46C点R1089 -p=—C-— —2573N/m2"cLD2x0.46x0.46D点R58435p— D—576817N/m2"dLD0.74x0.37x0.37R48850p——E-—482202N/m2匕ELD0.74x0.37x0.37R45861p——F—452698N/m2FLD0.74x0.37x0.37R35546p—―G—350878N/m2"gLD0.74x0.37x0.37H点：H点负荷应包括推力轴前半部分，因此36491+852736491+8527x1.60.41x0.41=298240N/m211.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（即人=3.5"0呦），并求出对各支承点所引起的不平衡弯矩:

”” 6Ek。M二5/式中,E式中,E二2.058x10iiN/m2已知:MBCkBClBC0.618x10-3MBCkBClBC0.618x10-3m43.25m=MCBM=MCD DCk=0.199x10-3m4CDl=6.035mCD6x2.058x1011x0.618x10-3=— x0.0035=-821807N•m3.25=6X彳058x1011X°.199x10一3x0.003.5=142510N•m6.035故对各点所引起的不平衡弯矩:BCDEEGH分配系数100076024059041050050044056035065000固定弯矩0—821807—82180714251014251000000000平衡弯矩821807679298—142510000第一次分配821807516266163031—84081—58429000000第一次传递258133410904—42040815160—2921400000平衡弯矩—258133—368863—815162921400第一次分配—258133—280336—88527—48094—3342114607146070000第一次传递—140168—129067—24047—442647304—1671107304000平衡弯矩1401681531143696016711—73040第三次分配14016811636636747218061515483558355—3214—409000第三次传递5818370084109031837441787577—160741780—20450平衡弯矩—58183—80987—22551—5970—4]782045第四次分配—58183—61550—19437—13305—9246—2985—2985—1838—23407161329第四次传递-30775—29092—6653—9718—1492—4623—919—1492358—1170665平衡弯矩307753574411211554211351170第五次分配307752716685796614459627712771499635409760第五次传递135831538833074289138622982501386205318380平衡弯矩—13583—18695—5675—2548—1590—318第六次分配—13583—14208—4487—3348—2327—1274—1274—700—891—111—207第六次传递—7104—6791—1674—2243—637—1163—350—637—56—445—103平衡弯矩710484652880151369344戶第七次分配71046434203216991181757757305388156289第七次传递32173552850101637859015237878194145平衡弯矩—3217—4402—1394—743—456—194第八次分配—3217—3345—1056—823—572—371—371—201—255—68—126第八次传递—1673—1608—528—186—286—100—186—34—128—63平衡弯矩16732020714386220128第九次分配16731535485421293193193971234583第九次传递767836211242971464897226242平衡弯矩—767—1047—339—195—119—62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—11—33—20平衡弯矩398484174965933第十一次分配39836811610371484826331222第^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—11第十一次传递—95—92—24—30—12—17—7—12—3—8—5平衡弯矩951]64223158第十三次分配958828251712127835第十三次传递444812146936143平衡弯矩—44—60—202—7—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—22—6—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—114—5—3—2—1第十六次分配—11—11—3—3—2—1—1—1—