、设计目的1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论;2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法;3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法;4、掌握主机选型的基本步骤方法;5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。

、基本要求1、独立思考，独立完成本设计;2、方法合适，步骤清晰，计算正确;3、书写端正，图线清晰。

三、已知条件1、船型及主要尺寸(1)船型：单机单桨拖网渔船(2)主尺度(3)系数⑷海水密度P =M32、设计航速3、柴油机型号及主要参数4、齿轮箱主要技术参数5、双速比齿轮箱主要技术参数1、船体有效功率，并绘制曲线2、确定推进系数3、主机选型论证4、单速比齿轮箱速比优选，桨工况特性分析5、双速比齿轮箱速比6、综合评判分析五、参考书目1、渔船设计》2、船舶推进》3、船舶概论》4、船舶设计实用手册》（设计分册）六、设计计算过程与分析1、计算船体有效功率⑴ 经验公式：EHP=（EOA E）AV L式中：EHP ---- 船体有效马力, A 排水量（T），L 船长（M）。

在式①中船长为时，A E的修正量极微，可忽略不计。

所以式①可简化为EHP=EA V L。

根据查《渔船设计》5、可知EO 计算如下：船速v= X 十=S, L=,C p=;V/(L/10)3= - /(41 -10）3=;v/ Vgl=VX 41）=; 通过查《渔船设计》可得E0=。

(2)结果：EHP=E(O AXV L = 2、不确定推进系数(1)公式PX C=P/ P s=n c Xn sXn pXn r式中P E：有效马力；P s：主机发出功率；n C：传动功率；n S：船射效率；n P：散水效率；n r :相对旋转效率。

2）参数估算伴流分数：w=－=推力减额分数：由《渔船设计》得t= －=n s= (1— t) / (1— w) = (1-) / (1-)取n c=；n P=；n r=3)结果PX C=n cXn sXn pXn r=XXX = 3、主机选型论证(1)根据EHP和PX C选主机主机所需最小功率Psmin=P7(P X C)==马力=参数10%功率储备：Ps=PsminX(1+10%)=查柴油机型号及主要参数表选择NT-855-M 型柴油机参数：额定转速：1000r/min额定功率：267KW燃油消耗率：179g/2)设计工况点初选a、取浆径为，叶数Z=4,盘面比为和b、确定浆转速范围225r/min左右4、单速比齿轮速比优选，桨工况点配合特性分析1 )设计思想：按自航工况下设计2)设计参数及计算：a、螺旋桨收到的马力DHPDHP=EHP/n( sXn pXn r)= XX =马力b、2p=y( DHPP) =V() c、桨径D:D= d、自航航速v s=拖航航速V s' = e、进速V a=V s (1-w) =X() f 、估计桨转速：225r/min根据图谱计算(3)具体计算根据桨径D=用B4-40和B4-55图谱计算转速为200r/min ,225r/min,250r/min,275r/min,300r/min, 航速为时桨的螺距比H/D,敞水效率np，并绘制图谱求得最佳n P和H/D。

(4)列表计算:(5)作图确定桨各项最佳参数:(6)通过作图确定桨的各相应参数:通过作图确定出此船在自航状态下即航速▼5=时，桨的最佳转速，从而准确得出自航状态下的减速比。

(7) 选择单速比齿轮箱参数：a 、主机输出扭矩 Ne=9550 - PJn N =267/1000 X 9550=2550N ・ Mb 、主机转速 n=1000 r • p • mc 、减速比i=根据以上参数选择: 齿轮箱型号：SCG3503 外形尺寸：854X 880X 1312 传递能力：r/min(8) 分析自航状态下的机桨配合特性P e P p图中A 点为船自航状态下的设计配合(点，即额定工况点，此时主机在设计负 荷下工作，主机可发出额定功率，螺旋桨亦可发出设计推力，使船在自航设计航 速即航行。

B(9) 双速比齿轮箱速比优选、 D①设计思想:再吸收全部主机功率情况下具有的最大推力的螺旋桨的转速及减速比。

n P n c (% ②设计参数:拖航航速：V s =桨工况配合分析根据拖航工况选择减速比, 由上面自航时的两种盘面比对应的参数求出拖网时进速：V a= ( 1-W) =S③具体计算(查《船舶原理与推进》P186)序号计算项目1 桨径D(M)2 桨转速200 225 250 275 3003 航速V(kn)4 进速V(rw)567查B4-40图谱8 H/D9 K T10 n P11 4376 4506 4568 4638 452312 Te=T(1-t) 3667 3776 3828 3887 3700查B4-55图谱13 H/D14 K T④作图确定最佳参数(10)通过两种盘面比的螺距比确定桨的转速、敞水效率(11)空泡校核按表中的数据绘制成曲线图A PMIN根据上图可得出螺旋桨设计参数自航与拖航的减速比(12)选择双速比齿轮箱型号: 额定输入转速：-1800(r/mi n)速比范围：2-6(13)额定传递能力：机桨配合工况分拖航C -----------p e P如上图所示，曲线I为自航对桨推进特性曲线为拖网时推进特性曲线，A点BA自航为设计工况点，N即MCR^o自航时, 收全部功率,拖网时, 机桨在设计工况下工作，即在A点工作，此时主机发足功率，桨吸i1M PN船以设计航速前行。

n I /i nMi 1船阻力较大，P减小，桨推进曲线上移，此时若还用第一级传动比传动，主机必须发出超出额定功率的功率，这样将不利于主机的工作和机桨的配合。

若用第二级传动比传动，可是机桨配合点在B 点，这样主机能发足功率，桨可以吸收全部扭矩来运转，使船在拖航时仍在设计航速下顺利航行，此时主机转速仍未额定转速，因而船、机、桨均在设计工况（拖航）下运行。

14）综合评价分析：用单速比齿轮箱传动时，拖航时主机功率不足，油耗大，经济性差，同时主机功率有大量剩余，而桨又吸收不到全部扭矩，航速将降低，在运行工况恶化时甚至造成主机热负荷大大增加，使主机不能正常工作。

用双速比齿轮箱传动时，可以使主机在拖航和自航中都发出全部功率，使主机在两种工况下都能按额定转速运转，使主机处于最佳状态，提高了经济性。

渔船在拖网时，螺旋桨的效率相对自由航行时要低的多，但考虑与直接传动定距桨相比，由于桨速可以选配，自由航行时效率可提高，对于高增压中速柴油机更好适宜，同时配合特性曲线图可以看出桨的最低稳定转速。

另一方面，用了减速齿轮箱，由于传动比效率，主机发出功率将被消耗掉一部分，同时齿轮箱也占据了一部分空间，使机舱中布置更为紧凑。

轴系设计与校核设计任务书一）已知条件1、船舶基本参数船型：单机单桨拖网渔船船速：自航，拖航水线长：型宽：型深：吨位:型号：NT-855-M 型柴油机 额定转速：1000r/min 额定功率：267KW 燃油消耗率：179g/3、螺旋桨参数直径: 重量：1050kg 材料：铸钢4、轴线长度、轴径估算00强度初步校核；3500 、确定各轴段，各部分结构尺寸; 、选择合适的传动装置，支承部件; 、进行轴系布置，并绘制轴系布置图; 、轴系较中计算;&尾轴管置结构设计，并绘制尾轴管总图; 7、绘制机舱轴承传动部分的装备图。

、轴径估算，强度校核初步: （一）轴系轴径计算2、主要技术参数1100 3000（二）、完成任务主机输出法兰（二）轴系强度计算1、中间轴强度计算2、螺旋桨强度计算（一）桨轴取L0=125mm螺旋桨从里往外装取后尾管径①190前尾轴颈为①195 后尾轴长L2'= () D<=930mm 取轴颈长为950 前尾轴长L0= (3-4) D k=610mm取轴颈长为650（二）中间轴①280①130 ①150 ①185 ①190尺寸来源：①195取锥度k=1:15则有L k= () □<= ()x 185=476mmd k=D k400- L k=j585-1/15 X476=153mm120 Id o= () d k= ()x 150=125mm1550 650 660①150（三）整段法兰由 D=150得 D1=300mmD2=230mm b1=40mm d1=38mm螺纹直径为M36 （四）传动装置与支撑部件1、传动装置主机是高速柴油机，因此采用齿轮箱传动2、支承部件采用两个尾轴承支承，因中间轴较长故也需设一个中间轴承， 轴承材料 选用铁梨木，需用压力为 前尾轴承 ds=190mm Ls=610mm 后尾轴承 ds=195mm Ls=930mm（一）计算过程0=10690A 26B31、建立计算模型2a 、q AC = n /4d k r=2025N/M查表得①=H A I BCq' A(=O^ q AC =2673N/M2b 、q DF = n /4d z r=1436N/M查表得①=四、轴系较中计算（1）320各轴段载荷计2550110200010005001536Iq DF=O^ q DF=1536N/MC、q cD= ( q' AC' • l CG+ q' DF• l GD) /l CD=M2)各段截面惯性矩4 -5 4BC= n /64 • d z = n /64 X =X 10 mEF=I DE= n /64 • d E4= n /64 X =X 10-5mI cD= (I Bc X l CG+I DE X l Dc)/l cD= X 10 ^m各轴段相对刚度Bc=I Bc/L Bc=X10-5/2550=X 10-8cD=I cD/L cD=X10-5/3100=X10-8DE=I DE/L DE=X10-5/900=X 10-8-5 -8K E F= I E F/L E F= X 1 0-5/500=5 X 1 0-8(4) 各节点两侧分配系数入BC=1入C B=K3C/(K BC+K D D(=入cD=1-入cB=入D C=K：D/(K CD+K DE)=入DE=1-入D C=入E D=K3E/(K DE+K EF)=入EF=1-入E D=入FE=02、用力矩分配法列表计算各节点弯矩总和(1) 求各节点初始固定弯矩2M AB=-Q P X'L HB=-7700N• MM Bc=q BC X L B C2/12=1292N - MM CD=qcD X L C D712=1553N - M M l)E=-M ED=q DE X L DE/12=104N • MIM EF=q EF X L E F712=32N - M 3、列表计算(2)求各结点支反力:7700由刀 M C1=0 得：X R-7700-336-10690由刀 M D1=0 得:R C 2X +336+X 1940X =0-33求得：F C2=24O3N由刀 Mb=0 得:-R R X +336+1536+X 194滋=0F Ei由刀 MD F O 得:-R Ei X 1-1536-454+ X 12X 1536=0求得：F E1=-1222N由刀皿纟54得:R E 2X +454+X 1536X =0234f 求 得：R E 2=-992N R由刀 M E2=O 得:-R F X +454+234+X 1536X =010690XX 2673X =0求得：F B =25535NR D 1336R ：i =-1428N-164求得: F Di =3611N由4?M E I =0 得:R D 2X 2.5 X 1 X454F D 2求得: F D2=2758N求得：R=1760N •••各支点反力为：F B=25535Nc=975N支反力总和 R=R+F C +F D +R+F F =25535+975+6369-2214+176O=32425N轴系载荷总和为 10690+2673X +1940X +1536X =31628N由以上可知支反力总和与载荷总和相等，故计算合格 二、轴承负荷的调整1、支承B 抬高时，各结点弯矩总和 (1) B 抬高时，产生弯矩=1116N (2)列表计算3、校核D=6369N E=-2214N F=1760N(2) =6 XX 1010XX IO -8/191(3)求各结点支反力由刀 M l =0 得 R ；1X =0 R ci =R BC2B由九 M C1=0 得 F B X =0R B =C1R ci由刀M D=0 得F C2X +191+16=0 •••志=由刀M b2=0 得-R DI X +191+16=0 R D FD2 E116 3由刀M E1=0 得F D2X 1-3-16=0 二F D2=19NF D2 R E1由刀M D2=0得-R E1X 1-3-16=0 •••R E1=-19N-1 -3由刀M F=0 得+3+1=0二F E2=-8N由刀M E2=02得+3+1=0二R=8N R F•••各点总支反力为:R=R=R=R=-27NR=8N2、支承C抬高时，各结点弯矩总和C抬高时，产生弯矩DC=M tD=6E • k cc/L CD=462NBC'=M C B'=-1116N• M••• Fb=304N R F =-304NF E2R =•••各支点支反力：R=-184N R= R= R=766N R=-304N3、支承b 抬高时，各结点弯矩总和 (1) b 抬高时，产生弯矩M Cb =M bc =-462N - MMbE=MEd=6E - k bE /L DE 3426N • M (2)列表计算-1459(3)求各结点支反力由刀 M b =0得 R B X +459+1=0••• F B =-f84N R ci =184NC2由刀 M Di =0 得 F C2X =0••FR 2= R b=-361由刀M E1=0得••• RD F ^ZN R b2E2C1R ciDf-459361F biD2E1F D2X 1+361+101=0 R E 1=462NF E1-101101由刀M F =0得FbX =051E2F由羽163=0 得 R E 2X +1639+820=0 -820• R E 2=-4918N R F =4918N F E2 R F•••各支点支反力：R = R = R =C1509-1由刀 M C1=0得 R B X +1=0R= R CI =R BR ci由刀 M D =0 得 F C 2X +509+1080=0-509•••艮2= R D =D1-108R C 2R DID2E11080由刀M E1=0得 R32X =01639••• F D2=2719NR EI =-R719N R=1-1(3)求各结点支反力R=-7637NR=4918N 4、支承F抬高时，各结点弯矩总和(1) F抬高时，产生弯矩M E F=6E- k EF/L EF=12237N-M(2)列表计算及传递 5 2 12第八次分配-5-1-2及传递-1-2第九次分配 1 10 1及传递 0 0 0弯矩总和-1-192 -584584 3551-3551 -7895192(3)求各结点支反力-1由刀 M C =0得 R B X +1=0•• R3= R C1=F B艮2= R D =-7895•金2=-2289總 R F =22892N FF•••各支点支反力:C1192R ci由為M D =O 得 F C2X C292+584=OD1-584584R C 2D2E1F Di 3551由刀M Ei =0得 F b2X 1-584-3551=0 ••• F D2=4135NR D 2 R E 1=-4135NR EIE2 F FbX +3551+7895=0R=R=R=R=-27027NR=22892N3、各支承的影响系数4、取平均值进行调整5、若按曲线合理安装，可将轴承C抬高则各支点支反力变为:B=25535-184X4=24799ND=6369-726 X 4=3465NR C=-1072+448X4=72ONE=-2214+766X 4=850NF=1760-304X 4=544N6、轴承压比校核1）后尾轴承B d s=190mm, L s=930mm则比压为：PE=R B/d s • L s=2）前尾轴承C d s=195mm, L s=610mm则比压为：Pc=R C/d s • L s=由设计手册查得铁梨木轴承许用比压为•••通过计算可知，各轴承的比压均小于许用比压，故满足要求。