船舶动力装置课程设计轴系计算说明书
船舶动力装置课程设计
船舶动力装置课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握船舶动力装置的基本概念、分类及其工作原理；2. 使学生了解船舶动力装置的组成部分，包括主机、辅机、传动装置等；3. 帮助学生理解船舶动力装置的性能指标及其对船舶性能的影响。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析船舶动力装置的优缺点，并能够提出改进措施；2. 培养学生具备船舶动力装置操作、维护及故障排除的基本能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，能够就船舶动力装置相关技术问题进行讨论和交流。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对船舶动力装置的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生热爱航海事业，树立正确的职业观念；3. 培养学生关注能源、环保等问题，提高其社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为船舶工程专业核心课程，具有较强的理论性和实践性。
学生为高中毕业生，具备一定的物理和数学基础，但对船舶动力装置的了解较少。
教学要求注重理论联系实际，强调实践操作能力的培养。
根据以上分析，将课程目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够准确描述船舶动力装置的基本概念、分类和工作原理；2. 学生能够列出船舶动力装置的主要组成部分，并解释其作用；3. 学生能够分析船舶动力装置的性能指标，并评价其对船舶性能的影响；4. 学生能够针对特定船舶动力装置，提出改进措施，并进行操作、维护和故障排除；5. 学生能够积极参与团队讨论，就船舶动力装置相关技术问题进行有效沟通；6. 学生能够关注船舶动力装置的能源、环保问题，并提出自己的见解。
二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下五个部分：1. 船舶动力装置概述- 教材章节：第一章 船舶动力装置概述- 内容：动力装置的概念、分类、发展历程及其在船舶中的作用。
2. 船舶动力装置的组成部分- 教材章节：第二章 船舶动力装置的组成部分- 内容：主机、辅机、传动装置、推进装置、控制系统等组成部分的结构、原理及功能。
(完整版)船舶动力装置轴系设计计算
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）d=(4.1)100=100=191.88C mmC=1.0——中间轴的直轴部分，d=mm，取200mm作为设计尺寸。
191.88C=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d=⨯=243.69mm，设计时取250mm。
191.88 1.27C=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。
d=⨯=201.47mm，即螺旋桨轴在联轴器法兰处的最小191.88 1.05直径应不小于201.47mm。
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。
船舶动力装置设计
螺旋桨无键连接安装工艺研究船舶在运行中，轴系起着传递主机功率和螺旋桨推力的作用，因此对轴系的设计有许多特殊的要求。
其中，对螺旋桨与螺旋桨轴之间的连接，主要有以下要求：1、工作可靠和较长的使用寿命；2、制造、安装方便；3、密封良好，以免海水对螺旋桨轴的腐蚀。
基于以上三点，传统的螺旋桨与轴之间的有键连接形式已经难以满足要求，特别是对于大型船舶的轴系。
有键连接不仅加工工艺复杂，而且拆装十分困难。
尤其键槽很容易被海水腐蚀，从而影响使用寿命。
螺旋桨无键连接(keyless propeller)是不借助于键，而是借助于用过盈或黏接方法将螺旋桨装配在螺旋桨轴配合锥面上的安装方式。
它依靠螺旋桨与螺旋桨轴的锥体结合面间足够大的过盈配合而产生的摩擦力来传递扭矩。
与传统有键螺旋桨相比较，无键连接有以下明显优点：1、制造工艺简单。
2、扭矩传递过程应力分布均匀，安装过程数据化、图表化。
3、配合紧密，使用寿命长，安装拆卸过程方便可逆。
现在，国内外远洋船舶一般采用液压无键连接的方式。
这种连接形式，主要是通过液压压力，使螺旋桨锥孔在材料弹性形变范围内，内径扩大，同时利用液压螺母的轴向压力将螺旋桨定量推入，使桨与轴的配合锥面紧紧贴合，当轴向推入到位径向液压压力释放后，螺旋桨与轴形成过盈配合，桨与轴便可靠地连接在一起。
液压无键连接具有以下优点：1、安装工艺简便，施工快捷；2、拆卸时，不会造成损坏，有利于再次使用；3、压入量可控，安装质量高；4、结构简单，机械加工方便，精度便于控制；5、避免了因开槽对螺旋桨轴产生的强度影响。
螺旋桨无键连接安装工艺主要分为以下几个步骤：1、压入准备将螺旋桨，螺旋桨接触表面，油槽及油孔清洁吹洗干净，并涂上一层液压油；将密封装置及“O”形垫圈先套进螺旋桨轴；将螺旋桨轴吊上并套在螺旋桨轴上，要求桨嗀与轴锥部的实际接触面积应不小于理论接触面积的70%，且大端接触情况较小端硬，并使位置标记对齐；旋上液压螺母；将液压油注入手动液压泵组的油箱内，至油面计上部；将一只千分表支架置于隔舱壁前的螺旋桨轴上，千分表触头与尾轴端面接触，以此来监视在压装螺旋桨的过程中，螺旋桨是否移动；另两只千分表支架分别置于螺旋桨轴锥体大端附近，与轴中心线对称安装，千分表触头与螺旋桨端面接触，以此测量螺旋桨的压入距离。
轴系
• 轴线及轴段长度的确定
轴线是一根线段， 它的长度与位置决定于两个 轴线是一根线段 ， 端点。前端点为主机（或推进机组） 端点。前端点为主机（或推进机组）的输出法兰 中心，后端点为螺旋桨的桨毂中心。 中心，后端点为螺旋桨的桨毂中心。 在轴线总长度确定之后， 在轴线总长度确定之后，统筹考虑船体尾部线型 和结构、隔舱壁位置、各轴承负荷情况、 和结构、隔舱壁位置、各轴承负荷情况、工厂的 加工能力以及轴系在机舱内的装拆要求等因素， 加工能力以及轴系在机舱内的装拆要求等因素， 决定螺旋桨轴、 决定螺旋桨轴、中间轴等传动轴的配置及各轴段 长度。 长度。
• 二、轴线最好布置成与船体基线平行 当推进机组位置较高， 而船舶吃水较浅时， 当推进机组位置较高 ， 而船舶吃水较浅时 ， 为 了保证螺旋桨的浸没深度， 了保证螺旋桨的浸没深度，不得不使轴线向尾部 倾斜一定角度。 倾斜一定角度。轴线与基线的夹角称为倾角。有 些双轴系和多轴系的船舶， 些双轴系和多轴系的船舶，为了保证螺旋桨叶的 边缘离船壳外板有一定的间隙， 边缘离船壳外板有一定的间隙，或出于机桨布置 的需要， 的需要，允许轴线在水平投影面上不与纵舯剖面 平行，向外或向内倾斜，形成夹角，称为偏角。 平行，向外或向内倾斜，形成夹角，称为偏角。 当轴线出现倾角和偏角时， 当轴线出现倾角和偏角时 ， 将使螺旋桨的推力 受到损失，因此必须对倾角和偏角加以控制。 受到损失，因此必须对倾角和偏角加以控制。 一般将倾角控制在0 之内， 一般将倾角控制在 0° ～ 5° 之内 ， 高速快艇轴 线的倾角可放大到12 12° 16° 线的倾角可放大到 12° ～ 16° ； 偏角则控制在 0°～3°之内。 之内。
• 三、主机应尽量靠近机舱后舱壁布置，以缩短轴 线长度。 • 四、应考虑主机左、右、前、底与上部空间是否 满足船舶规范，另外还需要考虑拆装与维修要求 以及吊缸的高度是否足够等因素。比如高度方向， 一般应使主机的油底壳不碰到船的双层底或肋骨， 并使它们之间留有向隙，还应留出油底壳放油所 需的操作高度。
船舶说明书
1.总则1.1 本船轮机部分技术设计按23800DWT货船设计任务书要求，并满足法国船级社（BV）《钢质船舶入级规范》有关要求以及其他有关国际航行船舶的政府规定。
1.2 本船推进装置型式为单机单桨，主机为低速二冲程柴油机经中间轴和尾轴直接传动螺旋桨。
1.3 本船主要装载煤炭等大宗杂货。
1.4本船各机械设备及管系附件均按中国工业标准(如GB、CB、JB、YB等)制造，但进口设备附带的附件及管系等按制造厂标准。
1.5各机械设备的备品供应按船级社规范和船东要求配置。
1.主要设备的配置2.1 主机 1台型号：MAN-B&W 7S35MC型式：二冲程，单作用涡轮增压，直流扫气，十字头式，可直接换向船用柴油机缸数：6缸径/行程：350/1400mm最大持续功率（MCR）：5180kW转速：173r/min燃油消耗率：178g/kW·h+5%起动方式：压缩空气(最大压力2.94MPa)2.2主柴油发电机组 3组机组型号：CCFJ465J2.2.1 柴油机型号：MAN-B&W 5L16/24型式：直列，四冲程，直接喷射增压中冷船用柴油机缸数：5缸径/行程：160/240mm额定转速：1200r/min燃油消耗率： 189g/kW·h起动方式：压缩空气冷却方式：水冷2.2.2 发电机型号：1FC6 454-6型式：船用三相交流同步发电机额定功率：465kW额定转速：1200r/min电压：450V频率：60Hz2.3 应急柴油发电机组 1组机组型号：CCFJ120Y-W6额定功率：120kW电压：450V频率：60Hz2.4 燃油/废气组合锅炉型号：LZY0.8/140-0.7蒸汽压力：0.7Mpa蒸发量：燃油部分：～800kg/h废气部分：～650 kg/h注：2台锅炉给水泵由锅炉厂配套供应3 轴系3.1本船主机为刚性固定，采用环氧树脂垫块进行安装。
轴系中心线平行于基线，距基线高2600mm。
船舶动力装置课程设计说明书
《船舶动力装置原理与设计》说明书设计题目：民用船舶推进轴系设计设计者：陈瑞爽班级：轮机1302班华中科技大学船舶与海洋工程学院2015年7月一.设计目的主机与传动设备、轴系和推进器以及附属系统，构成船舶推进装置。
因此，推进装置是动力装置的主体，其技术性能直接代表动力装置的特点。
推进装置的设计包括轴系布置、结构设计、强度校核以及传动附件的设计与选型等，而尾轴管装置的作用是支承尾轴及螺旋浆轴，不使舷外水漏人船内，也不能使尾轴管中的润滑油外泄，因此，尾轴管在推进系统设计中意义重大。
本设计是根据指导老师给出的条件，对船舶动力装置进行设计，既是对课程更深入的理解，也是对自身专业能力的锻炼。
二,设计详述2.1：布置设计本船为单机单桨。
主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。
本计算是按《钢质海船入级规范》（2006年）（简称《海规》）进行。
因此，我们将轴系布置在船舶纵中剖面上，其中，轴的总长为9000mm，轴系布置草图及相关尺寸，见图1。
图12.2：轴系计算（一）：已知条件：1．主机：型号：8PC2-6型式：四冲程，直列，不可逆转，涡轮增压，空冷船用柴油机缸数：8缸径/行程：400/460mm最大功率（MCR）：4400kW×520rpm持续服务功率：3960kW×520rpm燃油消耗率：186g/kW·h+5%滑油消耗率：1.4g/kW·h起动方式：压缩空气3~1.2MPa生产厂：陕西柴油机厂2．齿轮箱：型号300，减速比3：1。
3．轴：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa。
4．键：材料45#钢，抗拉强度600MPa，屈服强度355MPa。
5．螺栓：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa(二)：轴直径的确定根据已知条件和“海规”，我们可以计算出轴的相关数据，计算列表见表3.1：表3.1轴直径计算考虑到航行余量，轴径应在计算的基础上增大10%。
船舶动力装置设计课程设计指导书
船舶动力装置课程设计指导书周家章编大连水产学院机械工程学院2006年9月一、目的《船舶动力装置课程设计》是热动专业学生开设的专业必修课。
轴系强度的设计计算等，应是从事船舶动力装置专业人员的基本技能。
本课程的目的就是要让热动专业的学生在较短的时间内熟练掌握这些基本的设计计算，并与计算机编程结合起来，编制出正确的船舶轴系相关尺寸设计程序，为将来走入社会、参加生产实际与科研活动打下基础。
二、题目与内容1．轴的基本直径计算（1）轴的基本直径d 就不小于下式计算值：3160560⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅=b een PC F d σ mm （1）式中： d ——轴的基本直径（mm ）；F ——推进装置型式系数；F =95，适用于涡轮推进装置、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，适用于所有其它型式的柴油机推进装置。
P e ——轴传递的额定功率，（kW ）； n e ——轴的额定转速，（r/min ）；σb ——轴材料的抗强度，对于中间轴，若>800 N/mm 2时取800 N/mm 2，对于螺旋桨轴和尾管轴，若>600 N/mm 2时取600 N/mm 2；C ——设计特性系数，见表1。
（2）中空轴直径修正如果空心轴的实际孔径d 0大于0.4d 时，需按下式进行修正：340)(11ac d d dd -= mm （2） 式中d c ――修正后轴的直径，mm ；d 0――轴的实际孔径，mm ；d ――按照（1）式计算的轴直径，mm ； d a ――轴的实际外径，mm 。
2．冰区加强船舶的冰区加强附加入级符号分为若干级别，CCS 划分如下： Ice Class B1* 最严重冰况 Ice Class B1 严重冰况 Ice Class B2 中等冰况 Ice Class B3 轻度冰况 Ice Class B 除大块固定冰以外的漂流浮冰的冰况以上除Ice Class B 冰级外，其余各冰级均需对轴系尺寸有所修正。
船舶动力装置原理与设计_第1章
Tips:汽轮机推进装置主要采用的是汽轮机+减速齿轮箱+定距桨的形式；少数采 用汽轮机电力传动形式。
2019年3月30日星期六
17
燃气轮机推进动力装置
• • • • • 优点: a. 重量尺寸小； b. 操纵方便，备车迅速； c. 自巡航到全速工况加速迅速； d. 具有多机组并车的可靠性； • 缺点: • a. 必须配备不同燃料及相应的 管路及贮存设备； • b. 主减速器的小齿轮数目多， 结构复杂； • c. 在减速器周围布置有难度。
• e. 管理与检修费较低。
• 潜艇蓄电池也是一种电力推进装置
2019年3月30日星期六
26
目前舰艇电力推进装置的发展动向
• 以交流（交流发电机和交流电动机）电力推进装置取代 直流（直流发电机和直流电动机）电力推进和交直流 （交流整流发电机和直流电动机）电力推进装置
– 交流电力推进装置具有极限功率大，效率高和可靠性好的优点， 根据推进电机的类型，可分为异步电动机和同步电动机交流推 进装置；而根据电流交换器的结构形式不同分为晶闸管变频交 流电力推进装置、电力晶体管和可关断晶闸管交流电力推进装 置. – 是以超导电机（超导发电机和超导电动机）为功率元件的电力 推进装置，与普通电力推进相比，具有重量轻、体积小、效率 高、噪声低的特点。由于超导材料必须工作在相应的临界温度 以下，要有一套复杂的液氮设备，所以在一定程度上制约了它 的广泛应用。近年来，随着低温技术的迅速发展，特别是低温 技术的小型化，为超导电力推进在舰艇上的应用提供了良好的 条件。。
2019年3月30日星期六
单机单桨传动油轮轴系设计计算说明书
目录第一部分课程设计任务书 1第二部分轴系结构设计 3一轴径确定 3二轴系长度确定 3三尾轴、尾轴承设计 4四中间轴、中间轴承设计 6五轴系布置示意图 8第三部分强度校核及负荷计算 8一螺旋桨轴承负荷计算与桨轴静强度校核 8二中间轴承负荷计算与中间轴静强度校核 10三扭转作用下轴扭转角度的计算 12第一部分课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师： 工作单位：题目：单机单桨传动油轮轴系设计初始条件：1、船舶主尺寸：2、主机技术性能： 额定功率：9360 kW 额定转速：135r/min3、螺旋桨主要参数： 直 径：5560mm 质量：10450kg4、机舱及螺旋桨的位置： 机 舱：14＃－45＃肋位 肋间距800mm轴承中心线与基线平行，距基线3.3m。
螺旋桨：距6＃肋位（后）160mm5、 尾轴轴承采用JQ/CS39白合金轴承。
6、 尾轴前密封装置采用型号XYQ2，尾轴后密封装置采用型号XYH3。
7、 中间轴承采用对开式滑动轴承，型号为GB/T 14364-93 （B型多油楔）。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．设计工作量：（1）说明书 页（2）轴系布置图（1张，2#图纸）（3）尾轴尾管及密封装置总图（1张，1#图纸）（4）中间轴（或尾轴零件图）（1张，3#图纸）2．要求：（1）技术文件要求字迹清晰，概念正确，计算准确，公式及相关符号符合有关技术要求；（2）绘图按机械制图规范要求及国标绘制，图面力求清晰、整洁，视图表达准确，字迹规范。
工作进度要求：第19周：设计选型，编写设计说明书；第20周：绘图；第21周：答辩。
指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日第二部分轴系结构设计一轴径确定由已知选取：轴材料型号 35#;轴材料抗拉强度 σb=530MPa。
参考《动装课程设计课件2012》选用轴系基本直径：中间轴 轴干直径＝480mm，轴颈直径＝500mm；尾 轴 轴干直径＝510mm，前轴颈直径＝525mm，后轴颈直径＝520mm；二轴系长度确定1 已知:机舱位于14＃~45＃，轴系中心线平行于基线，螺旋桨定位于距6#肋位后160mm。
船舶动力装置课程设计
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(2) 主尺度序号尺度单位数值1 水线长M 41.02 型宽M 7.83 型深M 3.64 平均吃水M 3.05 排水量T 400.06 浆心至水面距离M 2.5(3) 系数名称方形系数Cb 菱形系数Cp 舯刻面系数数值0.51 0.60 0.895(4) 海水密度ρ =1.024T/M32、设计航速状态单位数值自航KN 10.4拖航KN 3.83、柴油机型号及主要参数序号型号标定功率(KW)标定转速(r/min)柴油消耗率（g/kw·h）重量（kg）外形尺寸（L×A×H）mm1 6E150C-1 163 750 238 2500 2012×998×13252 6E150C-1 220 750 238 3290 2553×856×14403 8E150C-A 217 1000 228 2700 2065×1069×14054 8E150C-A 289 1000 228 3500 2591×957×14055 6160A-13 164 1000 238 3900 3380×880×15556 X6160ZC 220 1000 218 3700 3069×960×15127 6160A-1 160 750 238 3700 3380×880×15558 N-855-M 195 1000 175 11769 NT-855-M 267 1000 179 1258 1989×930×151110 TBD234V8 320 1000 212 4、齿轮箱主要技术参数序号型号额定传递能力kw/(r/min)额定输入转速（r/min）额定扭矩N*m额定推力KN速比1 300 0.184--0.257 750--1500 1756.2--2459.849.02.04,2.5,3,3.53,4.12 D300 0.184--0.257 1000-2500 1193.64--2459.849.04,4.48,5.05,5.5,5.9,7.633 240B 0.184 1500 1756 30--50 1.5,2.34 SCG3001 0.16--0.22 750--2300 30--50 1.5,2.3,2. 5,3.55 SCG3501 0.257 750--2300 1.3,2.3,2. 5,3.5,46 SCG3503 0.257 1000-2300 4.5,5,5.5, 6,6.5,77 SCG2503 0.184 1000-2300 4,4.5,5,6, 6.5,78 GWC3235 0.45--1.35 --1800 4283--12858112.72.06,2.54,3.02,3.57,4.05,4.955、双速比齿轮箱主要技术参数序号型号额定传递能力kw/(r/min)额定输入转速（r/min）额定推力KN速比1 GWT36.39 0.42--1.23 400--1000 98.07 2--62 GWT32.35 0.52--1.32 --1800 112.78 2--63 MCG410 0.74--1.84 400--1200 147.0 1--4.54 S300 0.18--0.26 750--2500 49.03 2.23,2.36，2.52,2.565 SD300 0.18--0.24 750--2500 49.03 ,4,4.48,4.6,4.95四、计算与分析内容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）。
(完整word版)船舶动力装置课程设计任务书(最终版) 型号：6ESDZ 76160
船舶动力装置课程设计说明书1、设计内容：船舶轴系设计2、设计要求：依据给定参数，完成如下工作：①确定中间轴、螺旋浆轴以及推力轴的材料和轴径；②计算出各轴承的负荷；③进行轴系合理较中设计；④绘制轴的零件图2张，锻造图1张。
3、设计参数主机与螺旋浆相关数据①型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机②持续转速：124 转/分；1小时转速：130 转/分③主机功率、飞轮重量、螺旋浆重量：分组 A B C D E F G H I J K 持续功率(马力) 2500 3200 3600 4100 4720 5350 6190 7320 7740 8160 9010 1小时功率(马力) 3362 4263 4780 5313 5940 6573 7650 8898 9400 9890 10900 主机飞轮重G1（吨）0.68 0.90 1.00 1.10 1.18 1.28 1.32 1.45 1.48 1.52 1.60 螺旋浆重G2（吨） 4.8 5.4 6.5 7.6 8.5 9.6 10.5 11.4 11.8 12.2 13.0④轴系布置尺寸（mm，其余尺寸如图示）：分组 A B C D E F G尺寸a 3950 3750 3650 3550 3450 3250 3050尺寸b 7035 6835 6635 6435 6235 6035 5835尺寸c 6250 6200 6100 6000 5900 5800 5700尺寸d 6250 6200 6100 6000 5900 5800 57004、我的分组数据为：H、C5、说明：①轴承可根据具体情况选用或设计。
②螺旋浆轴与螺旋浆的连接方式及其连接尺寸可合理设定。
③对于题目中出现的不合理数据，对其加以说明，数据不必修正，对其引起的后果加以讨论。
④单位必须全部采用国际单位制（遇有工程单位制的参考资料一律转换成国际单位制）！6、设计参考资料：①《船舶动力装置设计》陆金铭主编国防工业出版社2006②《船舶动力装置原理与设计》朱树文主编上海交通大学出版社③《船舶设计实用手册(轮机分册)》中国船舶工业总公司国防工业出版社，1999.船舶动力装置课程设计（一）已知条件1.主机型号：6ESDZ 76/160型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机持续功率：5384kw 持续转速：124 转/分 1小时功率：6544 kw 1小时转速：130 转/分 主机飞轮重：1.45x103 kg2.螺旋浆直径：5490 mm 重量：11.4×103 kg（二）中间轴选材与基本直径的计算（按1989年钢质海船规范）1.中间轴材料:35号钢，优质碳素钢 其化学成分为 ：C=0.32~0.39、Si=0.17~0.37、 Mn=0.50~0.80 , σb>30Mpa ，σs>315 Mpa , 属于中碳钢，综合力学性能好，主要用于制造齿轮、轴类零件等2.中间轴基本直径d30)5.176608(100+=b e n P C d σ （1.1） 式中，P —轴传递的最大持续功率（kw ），取P=5384kw n —轴传递的转速，取n=124转/分 σb —轴材料的抗拉强度，取σb=530Mpa c —系数，取c=13053846081001334124530176.5d ⎛⎫=⨯⨯= ⎪+⎝⎭mm 因本轮按冰区级别为B Ⅱ级进行加强，取增加5% d 0. 则中间轴基本直径d 应为：d=334+334×5%=351 mm考虑到安全系数取10% 则现取d=351×1.1=387 mm ， 轴承处的轴径d=400 mm 。
船舶动力装置轴系设计计算
船舶动力装置轴系设计计算1.轴系布置设计首先，根据船舶的需求和动力装置的安装空间，设计轴系布置，包括主轴、辅助轴、传动轴、联轴器、轴承等的位置和相互关系。
2.动力需求计算根据船舶的设计航速、航行条件和推进方式，计算出所需的功率和转速。
功率可通过船舶阻力和运动学公式计算得到，转速可根据动力装置的输出转速和传动比确定。
3.主轴尺寸计算主轴是船舶动力装置的核心部件，其设计需要考虑强度、刚度和转子动力学特性。
首先根据所需功率和转速计算出主轴的扭矩，然后根据材料的强度参数计算出主轴的直径。
最后，根据主轴的刚度要求和转子动力学要求，确定主轴的长度和材料。
4.辅助轴计算辅助轴一般用于传递不同动力装置之间的功率或转速。
根据实际需求，计算出辅助轴的转矩和转速，并根据需求选择适当的辅助轴。
5.传动轴设计传动轴一般用于将主轴的转动传递给辅助轴或船舶的推进装置。
根据功率、转速和传动方式（直接传动或间接传动）、传动比等参数，设计传动轴的直径、长度和材料。
6.轴承计算轴承的设计需要考虑轴的受力和转动特性。
根据轴系布置和轴的尺寸，计算出轴承的额定载荷和额定寿命，并根据实际需求选择适当的轴承类型和数量。
7.联轴器选型联轴器用于连接不同轴之间，传递转矩和扭矩。
根据轴的直径、转速和扭矩，选择适当的联轴器类型和规格，确保联轴器的刚度和可靠性。
8.尺寸校核最后，对设计的轴系进行尺寸校核，确保各个部件的强度和刚度满足要求。
校核包括材料的强度计算、轴的转子动力学分析和系统的振动分析等。
以上是船舶动力装置轴系设计计算的一般过程。
在实际设计中，还需要考虑船舶的具体情况和要求，并进行系统性能试验和优化设计，以确保轴系的安全可靠性和良好的性能。
船舶动力装置轴系扭转振动计算课程设计
船舶动力装置轴系扭转振动计算课程设计班级：轮机0801班学号：U200812201姓名：李弘扬一．设计任务及意义：在推进装置中，从主机到推进器之间，用传动轴及保证推进装置正常工作所需的全部设备连接在一起的中间机构成为轴系。
船舶轴系是船舶动力装置的重要组成部分之一。
轴系的工作好坏，将直接影响船舶的推进特性和正常航行，并对船舶主机的正常工作也有直接的影响。
如果轴系设计质量欠佳，将会引起机体振动、传动系统零部件损坏、轴承过度磨损、甚至轴件折断等事故，不仅会中止机械系统的正常运行，也会危急工作人员的生命安全。
因此对轴系必须进行深入的研究，以利于其正确的设计、制造、安装和检验。
船舶轴系振动控制就是设计及安装中采取措施，以保证动力装置的振动限制在容许的范围内。
这次设计主要是针对简化实际系统后的理想的轴系当量系统图进行分析，采用其参数，通过各种方法（矩阵特征值特征向量、HOLZER 法、专门解微分方程的软件等）求出系统的各阶频率及其主阵型，通过对着2个参数进行分析，得出所需的数据，并总结归纳出轴运转过程中要注意的问题，以保证轴能够安全有效的运转。
二．柴油机推进轴系布置图：图1所选主机的型号为6350ZC-1，其额定功率为661Kw，额定转速为350r/m。
三．轴系当量系统图：为了方便对船舶的推进轴系进行分析和振动计算，将实际的船舶推进轴系简化成当量系统，如下图：图2其中：1.空气压缩机2.水泵3.变速齿轮 4-8.柴油机气缸 9.飞轮 10.减速器 11.联轴节 12.螺旋浆各当量参数如下表：序号 1 2 3 4~7 8 9 10 11 12转动惯量5.98 1.08 1.04 2.913 2.913 51.463 0.6 1.115 3.944(kg·m2)扭转刚度×10-58.2 392.2 150 112.78 169.66 0.5 0.5 50.29 (N·m/rad)表1转动惯量与扭转刚度的等效计算原理：a，转动惯量：轴系作扭转振动时，其运动部件可分为旋转运动件和往复式运动件，其中，旋转运动件的转动惯量一般都是对圆盘这类有规则几何形状的物体进行积分：J=.比如真空心圆轴的转动惯量为J=ρ（）L （kg ·m ）。
船舶轴系强度计算
2011船舶轴系计算3.1 船舶轴系的作用与组成：3.1.1 船舶轴系的作用：船舶轴系的基本任务是将主机的功率传给螺旋桨，同时又将螺旋桨旋转产生的轴向推力传给船体，以推动船舶运动。
3.1.2 船舶轴系的组成：由于船的任务和要求不同，使得船体型线和动力装置型式不同，轴系所包括的具体组成部件也不完全一样。
一般情况下，从主机曲轴法兰起，到螺旋桨止，主要包括：弹性联轴节、减速齿轮箱、推力轴、推力轴承、中间轴、中间轴承、、联轴节、艉轴和艉轴管等，另外还有离合器和隔舱填料函等总称为轴系。
3.2轴系的布置：当机舱、主机和螺旋桨的位置已初步决定，并对轴系的结构有充分的了解和考虑后，首先确定轴系数目、位置和长度，初步选定轴承的位置和间距等，然后再选用或设计轴系部件，进行轴系强度计算和振动验算，最后绘制轴系布置及安装总图，完成轴系的设计工作。
3.2.1 轴线的数目：从主机法兰输出端到螺旋桨中心之间的轴系，往往是由好几段位于同一直线上的轴相互连接起来的，这种位于同一直线上的轴系称为轴线。
轴线的数目主要取决于船舶的类型、航行性能、生命力、主机型式及特征、动力装置的经济性、工作的可靠性等。
本船采用双机双桨的推进装置。
一般单轴系的轴线，常将其布置在船舶的纵舯剖面上，双轴系的船舶，轴线对称布置在两舷。
而三轴系的船舶往往其中一根轴线在船舶的纵舯剖面上，其余两轴线对称的布置在两舷。
3.2.2 轴线的位置与长度：轴线是一根直线，它的位置和长度决定于两个端点的位置，一个端点是螺旋桨中心，另一个是主机的输出轴法兰中心。
连接这两个中心的长度即为轴线长度，轴线总长度确定后，再根据船舶的实际情况、船厂加工能力以及船舶尾部结构和轴承的间距等确定轴段数目和长度。
理想的轴线位置最好是布置成与船体基线水平，而在多轴线时，轴线又必须保持对称，并和纵舯剖面平行。
但是这样理想的轴线往往很难实现，因为轴线的位置必须服从主机与螺旋桨的布置。
如下图，在主机位置较高而船舶吃水比较浅时，为保证螺旋桨浸入水下一定距离，有时不得不使轴线向尾部倾斜一定角度α，有些双桨推进装置的船舶轴系，为了使螺旋桨叶的边缘离开船的外板一定的距离，允许轴线在水平投影上离开船舶纵舯剖面偏斜一个角度β。
第节船舶轴系的组成
第一章船舶轴系及传动装置设计
第2节船舶轴系的组成、特点及布置
➢轴系的布置设计:
➢轴线的长度与位置
螺旋桨边缘与 舵a
螺旋桨边缘与 尾柱b
0.12 D 0.2 D
螺旋桨边 缘与船壳c
0.14 D
螺旋桨边 缘与龙骨 d
0.04 D
第一章船舶轴系及传动装置设计
第2节船舶轴系的组成、特点及布置
➢轴系的布置设计:
第一章船舶轴系及传动装置设计
第2节船舶轴系的组成、特点及布置
➢轴系的布置设计:
➢尾轴承的数目和间距
尾轴承的数目 螺旋桨轴一般用两道尾轴承支承 尾轴过长时也可用三道尾轴承支承 在轴系布置设计时应尽量避免采用三道尾轴承，因为它使船体尾部结
构复杂化，如安装不好，易使各轴承受力不均 对于较短的尾轴也可以只用一道尾轴承
第一章船舶轴系及传动装置设计
第2节船舶轴系的组成、特点及布置
➢轴系的布置设计:
➢中间轴承的位置与间距 中间轴承用来支承中间轴并径向定位。每根中间轴由一个
中间轴承支承(少数设两个甚至三个) 中间轴承的位置、数量和间距对轴系工作的可靠性有很大
影响，在轴系布置时必须认真考虑 应尽量使中间轴承布置在船体刚性较强的部位(例如隔舱壁
➢推力轴承的位置 船用推力轴承是船舶动力装置中不可缺少的重要组成部分， 它承受螺旋桨产生的轴向推力，并将其传给船体，使船舶产 生前后运动。 同时，也承担一部分径向负荷。 ➢直接传动的新型低速柴油机主机，推力轴承一般由主机自 带，设在曲轴箱内 ➢带有减速箱的推进装置，推力轴承往往设在其减速箱中 ➢中速柴油机，因结构上的需要，推力轴承往往单独设置。
第一章船舶轴系及传动装置设计
第2节船舶轴系的组成、特点及布置
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华中科技大学船舶与海洋工程学院
轮机工程专业
民用船舶动力装置
课程设计
轴系计算说明书
一、轴系计算
(一)、概述
本船为内河船，设单机单桨。
主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。
考虑到长江水质较差，泥沙较多，若采用水润滑，则污物可能进入艉轴装置造成堵塞，故润滑方式采用油润滑。
本计算按《CCS钢质内河船舶建造规范》（2009年）（简称《钢内规》）进行。
(二)、已知条件
(三)、轴直径的确定
根据《钢内规》8.2.2进行计算，计算列表4.1如下：
表4.1轴直径计算
根据计算结果，取螺旋桨轴直径为 350 mm，中间轴直径为 280 mm。
二、强度校核
1.尾轴强度验算
轴设计过程中艉轴承、密封装置、联轴节的选型如下：
a．艉轴轴承选自东台市有铭船舶配件厂，规格如下：
b．油润滑艉轴密封装置选自东台市有铭船舶配件厂，规格如下：
c．联轴节采用船厂自制。
尾轴危险段面的确定根据图4-1计算如下：
图4-1尾轴管结构简图
（1）相关尺寸确定
已知L
=880mm，L b=440mm，R=350mm
a
螺旋桨轴尾部锥长l
=（1.6~3.3）R=2.2*R=780mm，
z
对于白合金轴承，支撑点到后端面的距离u=0.5L=0.5*880=440mm。
而后密封装置的长度为215mm，再加上适当间距约为60mm，则：
螺旋桨轴尾部锥面中心至后轴承中心距离a为：
a=780/2+440+215+60=1105mm
螺旋桨轴尾部锥面后端面至后轴承中心距离b为：
b=1105+780/2=1495mm
由布置总图得后轴承的后端面距前轴承中心约为4739mm，则：
前后轴承支撑点距离l为：
l=4739-440=4299mm
因为后轴承后端面距齿轮箱有约7130mm，考虑到齿轮箱的周和联轴节等，法兰端面到前轴承支撑点距离为：
d=7130-4299-440-769=2391mm
因为联轴节长845mm ，则法兰重心到前轴承支撑点距离为： c=2391-845=1546mm
（2）双支承轴承负荷计算： a ．后轴承压力
= 15873.21 N
式中：g —9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299m
a---螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m b —桨毂后端面到后轴承支撑点距离，1.495m c —法兰重心到前轴承支撑点距离，1.546m
d —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kg
Q B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg
q c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c
=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m
b ．前轴承总压力
⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+++=l a Q l 2b q l c)(l G l 2d l q g B 2c 02
c
）（B R = 4596.65 N 式中：g —9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299m
a---螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m b —桨毂后端面到后轴承支撑点距离，1.495m c —法兰重心到前轴承支撑点距离，1.546m
d —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kg
Q B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg
q c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c
=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m
1．截面E —E 的弯矩
/2a 2L q g 2L R 2L a g Q M 2
A c
A A A
B E
E ⎪⎭⎫
⎝⎛+⋅⋅-⋅+⎪⎭⎫ ⎝
⎛
+⋅-=- = —63745.48N ·m
式中：g —9.81N/kg
Q B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg a —螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m R A —后轴承支反力，15873.21 N L A —后轴承长度，0.88m q c —轴本身重量产生的均布负荷
q c
=0.00622
c d =0.0062×3502=759.5kg/m
其中d c 为尾轴直径，350mm 2．截面K －K 的弯矩
c
2
B A B K
K 2gq )Q -(R a g Q M g ⋅+
⋅⋅-=-= —5093.61N ·m
式中：g —9.81N/kg
Q B —螺旋桨及附件重量，4079.51kg a —螺旋桨中心至后轴承中心距离，1.105m R A —后轴承支反力，15873.21 N q c —轴本身重量产生的均布负荷
q c
=0.00622
c d =0.0062×3502=759.5kg/m
其中d c 为尾轴直径，350mm
K K E E M M -->，取E E M -=—63745.48N ·m 作为计算弯曲力矩。
尾轴强度计
算如下表4.2:
计算结果所求安全系数大于许用安全系数S c＞[S C]。
故尾轴强度复合要求。
2.尾轴承负荷计算(双支承轴承)
计算如下表4.4：
表4.4尾轴承负荷计算
计算结果所求轴承单位面积所受压力均小于高分子轴承单位面积许用压力，本船采用用高分子轴承，故安全。
至此轴系校核全部完成。
三、 主推进装置及轴系布置图
当主机和螺旋桨选型定好后，就要确定其在机舱中的位置；并对轴系中轴承位置和间距进行确定。
然后结合船体布置图，画出布置草图。
由于本船轴系长不超过9米，不存在中间轴承，因此不需要考虑中间轴承位置安排不当。
该船采用的是单机单桨，对于主机的布置应布置于船舶纵中剖面。
详细布置图见附录一。
四、 尾轴管装置的结构形式
尾轴管装置的任务是用来支承尾轴或螺旋桨轴，并使其能可靠的通出船外，不使舷外水大量漏入船内，同时，亦不使滑油外泄。
为了承担上述任务，尾轴管装置一般由尾管、尾轴承、密封装置以及润滑与冷却系统等部分组成。
本船利用油来润滑与冷却，前后都用白合金轴承来支承尾轴。
为防止滑油外泄和水的渗入，尾管前后采用骨架式密封装置。
尾管采用了无缝钢管，与齿轮箱连接的是可拆式法兰。
由于尾轴管装置位于水下，船舶使用可靠及寿命长短与它的密封装置很大关系。
尾轴密封装置就其布置的位置而言，可以分为首部密封与尾部密封。
尾轴管装置布置总图
（1）尾轴基本直径的确定
要画出尾轴管总图，必须先计算出尾轴基本直径。
按《内河钢船建造规范》（2009）计算：
3
m e e 2)160
R 560(n N 100K d += 式中：e N 柴油机组额定功率为4400kW e n 螺旋桨转速为 174.15
m R 轴材料的抗拉强度，35号钢取m R =530N/2
m m k 按规范取1.26
计算出直径为344.87 mm
考虑到内河有可能继续航行，轴径应在计算的基础上增大10%。
故最终取350 mm （2）各部分尺寸的确定
根据定下的艉轴直径查找相关的配件产品手册，选择合适的前后轴承。
对于本船轴径的要求是前小后大，因为考虑到以后的维修方便，便于拆卸，容易更换磨损元件，这也是非常必要的。
考虑到适当的间隙，故选择基本轴径355mm，长为440mm的艉管白合金前轴承，及基本轴径360mm，长为880mm的艉管白合金后轴承。
在前轴承上安有前轴承支撑，与一块复板相连接，增加可靠性，以免负荷分布不均匀。
尾管厚度在10-15mm范围内选定13mm，采用无缝钢管。
对于螺母尺寸的确定可根据轴的直径大小选取，取M16的能满足要求。
（3）尾轴管装置总图
当上述步骤完成后尾轴管装置总图可以有计算机绘出，详图见附录二。
另附可拆联轴器零件图一张，详图见附录三。
五、船舶动力装置课程设计参考资料
1、长江船舶设计院．内河船舶设计手册(动装分册)．人民交通出版社，1992．
2、中国船级社．CCS钢质内河船入级与建造规范．人民交通出版社．2009．
3、中国船舶工业总公司．船舶实用设计手册（轮机分册）．国防工业出版社．1999．
4、中国船舶工业总公司．船舶实用设计手册（总体分册）．国防工业出版社．1999．
5、武汉交通科技大学．商圣义．民用船舶动力装置（修订版）．人民交通出版社．
6、东台市有铭船舶配件有限公司．船舶轴系舵系成套产品．。