船舶动力装置课程设计一、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。

二、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(1)经验公式：EHP=(E0+△E)△√L ①式中：EHP------船体有效马力,△------排水量（T），L------船长（M）。

在式①中船长为时，△E的修正量极微，可忽略不计。

所以式①可简化为EHP=E0△√L。

根据查《渔船设计》5、可知E0计算如下：船速v=×÷=S，L=,Cp=;V/(L/10)3=÷/(41÷10)3=;v/√gl=√×41)=;通过查《渔船设计》可得E0=。

(2)结果：EHP=E0×△×√L =2、不确定推进系数（1）公式P×C=PE /PS=ηc×ηs×ηp×ηr式中PE ：有效马力；PS：主机发出功率；ηc：传动功率；ηs：船射效率；ηp：散水效率；ηr：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=－=ηs=（1－t）/（1－w）=（1－）/（1－）=取ηc=；ηp=；ηr=（3）结果P×C=ηc×ηs×ηp×ηr=×××=3、主机选型论证（1）根据EHP和P×C选主机主机所需最小功率Psmin=PE/(P×C)==马力=参数10%功率储备：Ps=Psmin×(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DHP：DHP=EHP/(ηs×ηp×ηr)=××=马力b、√P=√（DHP/ρ）=√（）=c、桨径D:D=d、自航航速vs=拖航航速vs`=e、进速 va =vs（1-w）=×（）=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ηp，并绘制图谱求得最佳ηp和H/D。

S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·PN /nN=267/1000×9550=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：854×880×1312传递能力：r/min（8）分析自航状态下的机桨配合特性A 即额定工况点，此时主机在设计负使船在自航设计航由上面自航时的两种盘面比对应的参数求出拖网时②设计参数： 拖航航速：v s =进速：v a =（1-w ）=sPMIN:（12）选择双速比齿轮箱 型号：额定输入转速： -1800(r/min) 速比范围：2-6(13)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点为设计工况点，即MCR点。

自航时，机桨在设计工况下工作，即在A点工作，此时主机发足功率，桨吸收全部功率，船以设计航速前行。

拖网时，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。

轴系设计与校核一、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：2、主要技术参数型号：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（二）、完成任务1234、进行轴系布置，并绘制轴系布置图；5、轴系较中计算；6、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。

二、轴径估算，强度校核初步：（一）桨轴则有L k =（）D k =（）×185=476mmd k =D k -k ·L k =185-1/15×476=153mm d 0=（）d k =（）×150=125mm 取L 0=125mm螺旋桨从里往外装取后尾管径Φ190前尾轴颈为Φ195 后尾轴长L 2`=（）D k =930mm 取轴颈长为950前尾轴长L 0=（3-4）D k =610mm 取轴颈长为650 （二）中间轴（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，轴承材料前尾轴承后尾轴承四、 轴系较中计算 各轴段载荷计算 k 2 q AC b 、q =π/4d 2r=1436N/M C 、q CD =（ q`AC`·l CG + q`DF ·l GD ）/l CD =M （2）各段截面惯性矩I BC =π/64·d Z 4=π/64×=×10-5m 4 I EF =I DE =π/64·d E 4=π/64×=×10-5m 4I CD = (I BC ×l CG +I DE ×l DG )/l CD =×10-5m 4（3）各轴段相对刚度K BC =I BC /L BC =×10-5/2550=×10-8 K CD =I CD /L CD =×10-5/3100=×10-8 K DE =I DE /L DE =×10-5/900=×10-8K EF =I EF /L EF =×10-5/500=5×10-8(4)各节点两侧分配系数 λBC =1λCB =K BC /(K BC +K CD )= λCD =1-λCB =λDC =K CD /(K CD +K DE )= λDE =1-λDC =λED =K DE /(K DE +K EF )= λEF =1-λED =λFE =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 M AB =-Q P ×`L HB 2=-7700N ·M M BC =q BC `×L BC 2/12=1292N ·M M CD =q CD `×L CD 2/12=1553N ·M M DE =-M ED =q DE `×L DE 2/12=104N ·M M EF =q EF ×L EF 2/12=32N ·M3、列表计算MC1=0得××2673×=0求得：RB=25535N由∑MB=0×RC1由∑MD1=0得C2×1940×求得：RC2=2403N=0得:-RD1×+336+1536+×1940×=0求得：R D1=3611N得:R D2×.5×12×1536=0求得：R D2=2758N得:-R E1×1-1536-454+×1求得：R E1=-1222NE2×+454+×1536R E2=-992N由∑M E2××=0R F =1760N ∴各支点反力为：R B =25535N R C =975N R D =6369N R E =-2214N R F =1760N 3、校核（1）支反力总和R=R B +R C +R D +R E +R F =25535+975+6369-2214+1760=32425N （2）轴系载荷总和为10690+2673×+1940×+1536×=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=6-8/ =1116N ·M得∴RB =C1∴R C1= R C2= R D1=D2 E2由∑∴R F R B = R C = R D =R E =-27N R F =8N2、支承C 抬高时，各结点弯矩总和 （1）C 抬高时，产生弯矩 M DC =M CD =6E ·k CD /L CD=462N ·MM BC `=M CB `=-1116N ·MM C1B ×+459+1=0 R B =184N ×=0 ∴R C2= R D1= E1=462N=0∴RE2=304N RF=-304NCRD=RE=766NRF=-304N3、支承D抬高时，各结点弯矩总和（1）D抬高时，产生弯矩MCD=MDC=-462N·MMDE=MED=6E·kDE/LDE=3426N·MM C1B×+1=0B = R由∑MD1=0D1得∴R D2R E2 FR B = R C = R D =R E =-7637N R F =4918N4、支承F 抬高时，各结点弯矩总和 （1）F 抬高时，产生弯矩M EF =6E ·k EF /L EF=12237N ·M（3）求各结点支反力C1=0B B C1=得R C2D1= 得R ∴R D2由∑M ∴R F R B =R C = R D =R E =-27027N R F =22892N则各支点支反力变为：RB=25535-184×4=24799NRC=-1072+448×4=720NRD=6369-726×4=3465NRE=-2214+766×4=850NRF=1760-304×4=544N 6、轴承压比校核（1）后尾轴承Bd s =190mm ， Ls=930mm 则比压为：PB=RB/ds·Ls=（2）前尾轴承Cd s =195mm ， Ls=610mm 则比压为：PC=RC/ds·Ls=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。