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船舶轴系设计与计算


3.3.3.3 规定的螺 旋桨轴长 度以前的 螺旋桨轴 或尾管轴 到尾尖舱 舱壁部分
旋桨轴
的直径
1.0 1.0 ① ②⑤
1.10 ②⑤
1.10 ③⑤
1.20 ④⑤
1.10
1.10
1.20
1.26
1.15
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基本直径 计算 d = FC3 Ne ( 560 )
ne σ b +160
• 轴承间距的大小及其数 目,对轴的弯曲变形、柔 性和应力均有很大的影 响。间距适当增加使轴系 柔性增加,工作更为可 靠,对变形牵制小,使额 外负荷反而减小。
• 推荐公式: l ≤ 125 d
• 最小跨距:
l ≤ 142 d
lmin

24.93
d
2 z
aj
=
840EI 5l 3
N
/ mm
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• 螺旋桨轴、轴承及尾管装置设计 – 确定尾轴承间距(见课本P38) – 确定螺旋桨轴结构 – 设计尾管装置 – 螺旋桨轴静强度校核(见附录1) – 画螺旋桨轴简图 – 画尾管装置总图
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尾轴承的布置
• 尾轴承的间距 :由于螺旋桨的重量较大,使其回 旋和横向振动的临界转速会有所降低,加之桨
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• 轴系设计计算
设计流程
1)基本轴径的计算
螺旋桨轴直径 (仅供 参考 )
参考《民用船舶动力装置》(张乐天)P40 表2-3-1
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• 轴系设计计算
1)基本轴径的计算 中间轴轴颈直径
设计流程
注:尽可能不选括号中直径 《轮机工程手册》下第236页表6.2.1-6
h为键槽深度;⊿,5~15mm
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尾端结构
• 锥体部分的长度L=(1.6-3.3)dtz d=250,(400~825),取550
• 锥度K一般取1:15/1:20等 • 小端直径:dxz=dtz –k×L • 大端直径:dtz
无键取1:20 250-550/20=223.25 250
轴系设计与计算
热能工程系-胡义
2011年5月
P
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参考资料
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• 商圣义.民用船舶动力装置.北京:人民交通出版社,1996 • 张乐天.民用船舶动力装置.北京:人民交通出版社,1985 • 轮机工程手册编委会.轮机工程手册(下册). 北京:人民交通
出版社,1994 • 彭文生等.机械设计. 武汉:华中理工大学出版社,1996 • 王昆.机械设计课程设计.武汉:华中理工大学出版社,1999 • 中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册(轮机分册).北
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实例:轴颈比轴干 • 8000DWT,大15mm • 73.55m,大15mm • 2940kW,大30mm • 10000DWT,大15mm
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设计主要内容
• 轴颈比轴干大5-30mm
艉管后轴承
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设计主要内容
尾轴结构:直径 •轴干:240mm •前轴颈:255mm •后轴颈:260mm •前密封:240(wmax),规格260 •后密封: 240(wmax),规格260
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50>0.2×230=4尾6 端结构
• 锥体部分的长度L=(1.6-3.3)dtz
545,2.37倍
• 锥度K一般取:1:15/1:20等
1:15
• 小端直径: dxz=dtz –kL
约180
• 大端直径:
d=230
• 尾螺纹直径与长度:
150 150/180= 0.833
• 键槽 宽:50,长:470。
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设计主要内容
– 选定密封装置
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尾轴前密封
设计主要内容
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尾轴后密封
设计主要内容
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设计主要内容
– 选定尾轴承
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设计主要内容
艉管前轴承
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京:国防工业出版社,1999 • 内河船舶设计手册编写组.内河船舶设计手册(动力分册)
北京:人民交通出版社,1989 • 中国船级社,《钢质内河船舶入级与建造规范(2006)》
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• 轴系设计计算
设计主要内容
1)基本轴径的计算
2)轴系长度计算
3)轴系的布置
4)轴系结构确定
径 向 孔 ﹑ 横 向 孔
油润滑,
适用于
纵 向 槽
在推力环处 向外等于推 力轴直径的 部分,其余 部分可按圆 锥减小到中
间轴直径
在轴向 轴承处, 此处滚柱 轴承用作 推力轴承
且具有 认可型油 封装置,
或装有 连续轴套 的无键套 合或法兰 连接的螺
油润滑, 且具有认 可型油封 装置,或 装有连续 轴套的有 键螺旋桨
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可拆联轴器键的强度的验算
可拆联轴器用键安装在轴上,键的材料选用45#锻钢,键受剪 切的有效面积应大于按下式计算的值:
式中: B---- 键的宽度 B=50 mm L---- 键的有效长度 L=300 mm d----中间轴计算直径 d=175.75 mm dm---- 键中部处轴直径 dm=217.17 mm
0.2l
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中间轴承的位置与间距
• 轴承间距的大小及其数目,对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大的 影响。间距适当增加使轴系柔性增加,工作更为可靠,对变形牵制 小,使额外负荷反而减小。
• 推荐公式: • 最小跨距:
l ≤ 125 d
l ≤ 142 d
lmin
≥ 24.93
d
2 z
• 间距太小,附加负荷大
5)轴承的负荷计算
6)轴系主要零件的强度计算
7)尾轴、尾轴承设计计算
8)可拆联轴器设计计算
9)中间轴、尾轴静强度校核计算
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已 知条件
• G8300ZC18B(右机)、G8300ZC19B(左机) • 柴油机额定功率N=1470kW,额定转速550r/min • 选用GWD52.59减速齿轮箱,减速比i=2.4667:1。
• 尾螺纹直径与长度:(或按课本)
dw = d − (k • Lg + 2h + Δ) h为键槽深度;⊿,5~15mm
• lw = (0.75 ~ 0.90)dw
课本
dW = (0.75 − 0.90)d XZ
lW = dW
Dw (167.4~201.3),取170 Lw 170
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式中:Ne=1470kW;ne--- ne=500/2.4667=223r/min σb---- 采用35#钢σb=520 MPa F=100 C1---- 中间轴系数, C1 =1.0 ;C2---- 无键连接, C2=1.22
取中间轴基本直径φ230mm,取艉 轴基本直径φ250mm, 满足规范要求
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传动轴的直径计算(海船)
d = FC3 Ne ( 560 )
ne σ b +160
dc
=
d
3
1
1

⎜⎜⎝⎛
d d
0 a
⎟⎟⎠⎞4
•d——轴的直径,mm; •F——推进装置型式系数,
•F=95,对于涡轮推进装置﹑具有滑动型联轴节的柴油机推进装置和
电力推进装置;
•F=100,对于所有其它型式的柴油机推进装置; •C——不同轴的设计特性系数; •Ne——轴传递的额定功率,kW; •ne——轴传递Ne的额定转速,r/min; •σb——轴材料的抗拉强度
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尾端结构
• 锥体部分的长度L=(1.6-3.3)dtz • 锥度K一般取1:15/1:12/1:10等 • 小端直径:dxz=dtz –k×L • 大端直径:dtz • 尾螺纹直径与长度:(或按课本)
d p = d − (k • Lg + 2h + Δ) hr = (0.75 ~ 0.90)d p • 键和键槽:
注意:确定轴干轴颈直径时须综合考虑密 封、轴承的匹配。
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设计主要内容
• 确定轴系长度
– 确定轴系基本长度(见课本P35) – 选定尾轴承 – 选定密封装置 – 确定螺旋桨轴长度(见课本P42-44) – 确定中间轴长度(见课本P36-37) – 确定轴的实际长度;
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• 轴系设计计算
设计流程
1)基本轴径的计算
¾ 确定轴系材料(见课本P50和附录1)
¾ 轴径确定 (《钢规》第3篇11章轴系
与螺旋桨) – 中间轴直径计算: – 螺旋桨轴直径计算
d = FC3 Ne ( 560 )
ne σ b +160
¾ 还应考虑与选配的轴承匹配
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可拆联轴器与中间轴艉端 法兰紧配螺栓的计算
2011年• 中间轴及中间轴承设计
– 中间轴设计 – 确定中间轴承位置 – 选定中间轴承 – 中间轴静强度校核(见附录2) – 画中间轴结构简图
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