船舶动力装置轴系设计计算绪论.doc

轴系强度计算 在推进装置中，从主机（机组）的输出法兰到推进器之间以传动轴为主的整套设备称为轴系。轴系的基本任务是：连接主机（机组）与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，以实现推进船舶的使命。 当机舱位置确定，主机布置好后，即可考虑轴系设计和布置。 4.1轴系的布置 4.1.1 传动轴的组成和基本轴径 传动轴一般由螺旋桨轴(尾轴)、中间轴和推力轴，以及将它们相连接的联轴器所组成。本船因其推力轴承已放置在减速齿轮箱中，所以不设推力轴。 而且本船螺旋桨轴不分段制造，最后本船传动轴组成设计成1根中间轴和1根螺旋桨轴。 轴的基本直径d(mm)应不小于按下式计算的值（考虑到标准化的要求，各轴轴径一般取不小于计算值的整数） (4.1) =191.88C C=1.0——中间轴的直轴部分， ，取200作为设计尺寸。 C=1.27——对于油润滑的且具有认可型油封装置的，或装有连续轴套（或轴承之间包有适当保护层）的具有键的螺旋桨轴 =243.69，设计时取250。 C=1.05——尾尖舱隔舱壁前的尾轴或螺旋桨轴的直径可按圆锥减小，但在联轴器法兰处的最小直径应不小于C=1.05计算所得的值。 =201.47，即螺旋桨轴在联轴器法兰处的最小直径应不小于201.47。 4.1.2 轴系布置的要求 传动轴位于水线以下，工作条件比较恶劣，在其运转时，还将受到螺旋桨所产生的阻力矩和推力的作用，使传动轴产生扭转应力和压缩应力；轴系本身重量使其产生的弯曲应力；轴系的安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力等所产生的附加应力等。上述诸力和力矩，往往还是周期变化的，在某些时候表现更为突出，例如船舶在紧急停车、颠繁倒车或转弯，或是在大风大浪中受到剧烈纵摇或横摇时，使传动轴所受负荷更大，有时甚至使它产生发热或损坏。 为了保证传动轴工作可靠，且有较长的寿命，在设计时必须使其有足够的强度、刚度、有合理酌结构尺寸，并尽可能减少其长度和重量，还必须考虑怎样有利于制造和管理等问题。 .1.3 轴系的布置 本船轴系布置从齿轮箱法兰开始，至螺旋桨为止，包括：轴承位置及间距的选择；各种辅助设备选择与位置的决定；滑油与冷却水管系的布置。具体内容如下。 1、轴线的长度、数量、位置和倾角 （1）长度的确定 这是轴系设计首先遇到的环节。轴线长度是由两个端点来决定，一个端点为主机(或齿轮箱)输出法兰的中心；另一个端点为螺旋桨的中心，此端点间的距离，即为轴线的基本长度。m（传动轴的实际长度尚应考虑螺旋桨中心后用来装螺旋桨的尾轴伸出和螺纹部分。轴线的倾角约在之间。有些双系的船舶容许轴线在水平投影上离开船舶的中线面向外或向内斜，斜角在之间。轴线的位置2。 轴线位置和主机与螺旋桨的布置位置有关。螺旋桨的布置位置2900kW近海拖轮总布置图”中已经确定中纵剖面（1）轴承位置的确定方法 为了减少船体变形对轴承负荷的影响，一般将中间轴承尽量靠近舱壁布置，某些小型船舶甚至可以直接将轴承布置在舱壁上。 轴线的位置是靠各轴承的布置位置来保证的，对采用拉线或望光法找到各档轴承的中心位置，这样轴承沿高低及水平方向的位置也就确定了。对轴线常采用曲线安装法（2）中间轴承的数目和间距 轴承的数轴承的间距 轴承间距的大小，对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大影响。适当减少轴承的数量，增加其间距，虽会增加一些由其本身重量所引起的弯矩和轴承负荷，但由于轴系变形的牵制减少、轴系的柔性增加，轴承的附加负荷也会减少，工作更为可靠。最小轴承的间距 （4.2） = =183.46 =1.83 式中： —轴径，20 故在进行轴系布置设计时，应力求使轴承的间距＞。苏联作者尼古拉也夫推荐的公==559=5.59 （4.3） 式中： ——中间轴直径，。 西德劳氏船级社推荐的公式 =6.35 （4.4） 轴承间距也不能取得太大，因为轴系布置设计受工艺与安装工艺的限制，回旋振动(包括横向振动)的限制，而且轴承的间距太大就会使相应轴段的挠度因其重量的增加有所增大，造成轴承负荷分配的不均匀性。 综合考虑以上各因素以后，本船中间轴长度设计为3.6m。 （3）轴的法兰与轴承的间距 在不影响装卸的前提下，轴承应