轴系计算书
轴系设计 说明书
机械设计大作业计算说明书轴系设计说明书专业：班级：设计者：（部分内容有错，仅供参考）设计题目：已知数据：转速1/480/min m n n i r == P=3.65kwT=72610.24 N ·mm轴上小齿轮：齿数Z1=17，模数5m =，齿宽b=17mm ，分度圆直径d=85mm ，压力角 20=α 圆周力1510/2t a TF N d == 径向力×tan 550r t F F N α== 法向力F n =F t ÷cos20=1607N 轴上大带轮：压轴力：F Q =1481.68N=1490N一、选择轴的材料因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45号钢，调质处理。
二、初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，由机械设计教材得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106，则考虑键槽的影响，取 ＝ ，取轴径为d=40mm 。
三、结构设计1．确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸为方便轴承部件的装拆，铸造机体采用剖分式结构，取机体的铸造壁厚δ=8mm ，机体上轴承旁连接螺栓直径 =12mm ，装拆螺栓所需要的扳手空间 =18mm ， =16mm ，故轴承座内壁到座孔外壁面距离L=δ+ + +5～8mm=47～50mm ，取L=50mm 。
2．确定轴的轴向固定方式因为一级齿轮减速器输出轴的跨距不大，且工作温度变化不大，故轴的轴向固定采用两端固定方式。
3．选择滚动轴承类型，并确定其润滑与密封方式因为没有轴向力作用，故选用深沟球支承。
因为齿轮的线速度，齿轮为开式，故滚动轴承采用脂润滑。
因为该减速器采用脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封。
4．轴的结构设计在本题中有7个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸确定，以外伸轴径d1为基础，考虑轴上零件的受力情况、轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔径的配合、轴的表面结构及加式精度等要求，逐一确定其余各轴段的直径；而轴的轴向尺寸确定，则要考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件间的距离要求等因素，通常从与传动件相配的轴段开始，然后向两边展开。
轴系强度计算书设绘通则
轴系强度计算书设绘通则1 主题内容与适用范围1.1本标准规定了“轴系强度计算书”的设绘依据、基本要求、内容要点、图面要求、注意事项、校审要点、质量要求以及附录参考资料。
1.2本标准适用于详细设计及施工设计阶段“轴系强度计算书”的编制。
2 引用标准及设绘依据图纸2.1 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
a) GB3100-86国际单位制及其应用；b) GB3101-86 有关量、单位和符号的一般原则。
2.2 设绘依据图纸a)技术说明书（规格书）或设计任务书；b)合同说明书所规定的规范、公约、规则等有关内容。
3 基本要求3.1 “计算书”应以全面、详细、精确的计算结果作为船舶推进轴系设计、制图及锻件订货要求的依据。
3.2 “计算书”应满足设计任务书或技术规格书的要求。
3.3 “计算书”应满足相关规范、公约及政府规则等的要求。
3.4 材料选取应恰到好处，既要确保安全使用又充分考虑其经济性及工艺性。
4 内容要点4.1 “计算书”应包括已知条件及计算二部分。
4.2 已知条件包括主机型号、功率、转速、齿轮箱（如有配置）的型号、速比等及轴系材料的牌号、机械性能等内容。
4.3 计算部分应包括：a) 轴系基本轴径的计算及选取；b) 联轴器的计算包括法兰厚度及法兰根部过渡园角半径计算,联轴器接合面处紧配螺栓的直径计算，键受剪切的有效截面积计算等；4.3.1 轴系基本轴径计算及选取基本轴径（最小直径）的计算公式各船级社基本一致，但计算公式的表达型式略有不同，计算时应根据该船入级的船级社规范中的公式、符号、参数的选取代入公式，得出各轴（中间轴螺旋桨轴等）的最小直径值。
4.3.2 联轴器的计算4.3.2.1 法兰联轴器连接法兰厚度及法兰根部过渡园角半径的计算，对于连接两轴的法兰联轴器、法兰厚度应不小于计算轴径的20％，且不能小于与轴材料抗拉强度相等的联轴器紧配螺栓的直径。
船舶动力装置课程设计轴系计算说明书
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=350mma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，4.299ma---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，1.546md —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kgq c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/mb ．前轴承总压力⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+++=l a Q l 2b q l c)(l G l 2d l q g B 2c 02c）（B R = 4596.65 N 式中：g —9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299ma---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，1.546md —法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G 0—法兰重量，1180kgQ B —螺旋桨及附件重量，4079.51kgq c —轴本身重量产生的均布负荷 ，q c=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m1．截面E —E 的弯矩/2a 2L q g 2L R 2L a g Q M 2A cA A AB EE ⎪⎭⎫⎝⎛+⋅⋅-⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅-=- = —63745.48N ·m式中：g —9.81N/kgQ 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=0.00622c 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c2B A B KK 2gq )Q -(R a g Q M g ⋅+⋅⋅-=-= —5093.61N ·m式中：g —9.81N/kgQ 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=0.00622c d =0.0062×3502=759.5kg/m其中d c 为尾轴直径，350mmK K E E M M -->，取E E M -=—63745.48N ·m 作为计算弯曲力矩。
轴设计计算说明书
课程设计报告书设计题目：轴系部件结构设计学院名称：专业：班级：姓名：学号指导教师：成绩宁波工程学院化学工程学院油气储运教研室课程设计任务书设计题目直齿圆柱齿轮传动的输出轴轴系部件结构设计（五）课程名称机械设计基础设计类型课程设计学生姓名学号班级 1 联系电话1.传动机构：闭式直齿圆柱齿轮传动的输出轴轴系部件结构设计，下图所示为本题目的齿轮传动机构简图，原始数据见下表。
2.设计原始数据：输出轴转速n2（r/min）输出功率P（kW）齿轮数z2齿轮模数m（mm）齿轮宽度b（mm）165 3.5 115 3 70轴承间距L（mm）轴承中心线到轴承中心距离a（mm）轴承中点到外伸端轴头中点距离c（mm）外伸端轴头长度l（mm）载荷变化情况150 75 100 70 轻微冲击3.设计要求：（1）绘制输出轴轴系部件结构装配件图一张；（2）编写设计计算说明书一份目录第一章齿轮的设计计算 (3)一、齿轮的材料及热处理的选择 (3)二、齿轮几何尺寸的设计计算 (3)1 齿轮许用应力及转矩的计算 (3)2 齿轮弯曲强度校核 (3)3 齿轮几何尺寸的确定 (4)三、齿轮的结构设计 (5)第二章轴的设计计算 (7)一、轴的材料及热处理的选择 (7)二、轴几何尺寸的设计计算 (7)1 估算输出轴的最小直径 (7)2 轴的结构设计 (7)第三章轴承、键和联轴器的选择 (9)一、轴承的选择 (9)二、键的选择 (9)三、联轴器的选择 (9)四、毡圈油封及槽的选择 (9)五、轴承盖的设计及垫片的设计 (10)六、套筒的设计 (10)参考文献 (11)第一章 齿轮的设计计算一、 齿轮的材料及热处理的选择因齿轮载荷有轻微冲击，速度一般，齿轮选用40Cr 合金钢，调制处理，齿面硬度为250 HBS 。
二、 齿轮几何尺寸的设计计算1 齿轮许用应力及转矩的计算1）确定齿轮的许用应力由参考资料一查得MPa F 5802lim =σ，25.1=F SMPa H 7002lim =σ，1=H S[]FF F S 2lim 2σσ= 1-1得[]MPa F 46425.15802==σ []HH H S 2lim 2σσ= 1-2得[]MPa H 70017002==σ 2）输出轴的转矩2T由参考资料一查得252105.95n PT ⨯= 1-3 得mm N mm N T ⋅⨯=⋅⨯=552100.21655.3105.95 2 齿轮弯曲强度校核根据设计原始数据：mm b 70=，mm m 3=，1152=z 由参考资料一查得：100=z ，19.2=Fa Y ，80.1=Sa Y ； 200=z ，12.2=Fa Y ，865.1=Sa Y ；()222121sa sa sa Sa Y z z z z Y Y Y +---=1-4由线性插值法求得：1795.22=Fa Y ，80975.12=Sa Y载荷基本平稳且为软齿面齿轮，齿轮相对轴承对称布置，取载荷系数8.1=K2222222sa F F Y Y mbz KT =σ 1-5 得[]225220.3980975.11795.2311570100.28.12F F MPa σσ<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 齿轮的弯曲强度足够3 齿轮几何尺寸的确定由参考资料一查得1=*a h ，25.0=*c1）分度圆直径22mz d = 1-6得mm d 34511532=⨯= 2）齿顶高m h h aa *= 1-7 得mm h a 331=⨯= 3）齿根高()m c h h a f **+= 1-8得()mm h f 75.3325.01=⨯+= 4）齿顶圆直径a a h d d 222+= 1-9得mm d a 351323452=⨯+= 5）齿根圆直径f f h d d 222-= 1-10得mm d f 5.33775.323452=⨯-=6）分度圆齿距m p π= 1-11得mm p 42.9314.3=⨯= 7）分度圆齿厚m s π21= 1-12得mm p 71.4314.321=⨯⨯=三、齿轮的结构设计由参考材料一得因mm mm d mm a 5003511602<=<，故齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构 齿轮尺寸计算如下： 1）轴孔直径mm d c 60==φ2）轮毂直径c d D 6.13= 1-13得mm D 96606.13=⨯= 3）轮毂长度mm b l 70==4）轮缘内径m d D a 100-= 1-14得mm D 3213103510=⨯-= 5）腹板厚度()b C 3.0~2.0= 1-15得mm C 21~14=，取mm C 5.17= 6）腹板中心孔直径()3015.0D D D += 1-16得()mm D 5.208963215.01=+= 7）腹板孔直径()3023.0D D D -= 1-17得()mm D 5.67963213.02=-⨯= 8）齿轮倒角m n 5.0= 1-18得mm n 5.135.0=⨯= 9）齿轮圆角mm r 5=设计与数据见下图：图1齿轮的结构设计第二章 轴的设计计算一、 轴的材料及热处理的选择轴选用45钢，调质处理，硬度为250 HBSMPa b 750=σ，MPa s 550=σ二、 轴几何尺寸的设计计算1 估算输出轴的最小直径3min 2nPA d ≥ 2-1 查参考资料一，97~106=A ，取100=A 得mm d 68.271655.31003min 2=≥ 考虑键槽()mm d 06.2905.0168.27m in 2=+⨯= 圆整后得mm d 30m in 2=2 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，输出轴设计为阶梯轴如下图2。
(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。
轴系计算书
A.Introduction 介绍B .Engine and propeller parameter 柴油机和螺旋桨参数C. Definitions and assumptions 定义与假设D. Input data 输出数据E. Bearing reaction influence 轴支撑反力影响F. Jack correction factors千斤顶无轴承无距离修正负荷G. Propeller 50% immersed.螺旋桨50%浸没G1 .Max. Shear forces, deflections, slope and bending at each shaft section ....……轴每节最大剪切力，挠度，坡度和弯曲G2. Optimum alignment results..........·······················································……G3. Diagram of moment&shear force at the end engine output end................……G4. Shaft bending moment plot................................................................……G5. Shaft stress plot...............................................................................……A .IntroductionThe alignment calculation for shaft system has been carried out by using the NauticusMachinery Calculation Package from Shaft Alignment tool DNV software.The alignment program uses the transfer matrix method for solving the equations. Allstate quantities are related to the X-axis that coincides with the shaft center line andpoints forward. The shaft line is modeled as elements with different characteristics. Thedistribution of mass is continuous in shaft and flanges, and concentrated (discrete) inthe other element types. The system is considered to have fixed positions at the bearingsB. Engine and propeller paramete rEngine type YMD B&W 6S35MCNominal power 4440KWNominal speed 173rpmMass of turning wheel 1845kgPropeller parameterPropeller diameter 4180.0m mMass of Propeller (dry) 6339.4kgintermediate shaft 0315 X 4400Propeller shaft 0360 X 6660.C. Definitions and assumptionsReference line Aft stern‐tube bearing is taken as being supported at one fourth of bearing length from the aft end static condition.For all other bearings at the mid point Bearing offsets Positive when above the reference line Bearing stiffness Bearing are considered to be infinitely stiff. Bearing load influence Show the change bearing reaction when onebearing is moved vertically relative to theothers.Hull deflections Deflections due to different draught and load condition are not considered.Thermal expansion The thermal expansion of the engine structure一i.e. from the engine seating to center of the main bearing is 0.14mm, when the engine temperature is raised from cold (200C) to normal running temperature (550C)Buoyancy effect The buoyancy effect for the shaft parts inwater and oil is considered. Warm condition Warm (550C) condition at MCR speed. Cold condition Static cold (200C) conditionG2 .Optimum alignment results Operating condition 1 (50%)Operating condition 2 (50%)G3 .Diagram of moment&shear force at the end engine outp ut end On cold static end shear force f=4.34kn:At engine output end shear force F=4.34KNMoment M=一13 .70KNMTurning wheel weight G=18.09KNTherefore F+G=22.43KNOAMoment M=一6.11KNMTurning wheet weight G=18.09KNTherefore F+G=26.91KNwarm static condition:engine output end shear force F=8.82KNMoment M=一6.11KNMTurning wheel weight G=18.09KNTherefore F+G=26.91KNG4 .Shaft bending moment plotG5 .Shaft stress plotG6. Shaft deflection plotG7. Open shaft (gap and sag) and deflection plotH. Propeller 75% immersedH1. Max. Shear forces, deflections, slope and bending at each shaft sectionOperating condition 1 (75%(cold))The slope of Propeller shaft at stern tube supporting is 0.297E-03 rad. Operating condition 2 (75%(warm))The slope of Propeller shaft at stern tube supporting is 0.301E-03 rad.。
销轴计算书
支座销轴计算书销轴计算简图销轴轴体材料采用符合《合金结构钢》（GB/T 3077-1999）要求的40Cr ，其屈服应力为：785MPa s =。
根据《起重机设计规范》（GBT3811-2008）表25，可以得到销轴轴体的弯曲容许应力为：785/1.48530f MPa ==，抗剪容许应力为：0.6530318v f MPa=´=承压容许应力为： 1.4530742c f MPa =´=销轴轴体可按简支梁计算，拟用直径D=50mm 的销轴体。
计算作用力：Fx=35.53kN （平行于销轴长度方向），Fz=635.22kN （垂直于销轴）。
最大弯矩：635.220.0914.29.44z X F l M kN m ´=== 弯曲应力：6221414.291046.58/530/30.6810X X M N mm f N mm W s ´===<=´ 剪应力：322max 244(635.22/2)10215.78/318/33 3.1425V V N mm f N mm A t ´´===<=´´ 拉应力：3222235.531018.11/530/3.1425X F N mm f N mm A s ´===<=´ 折算应力：22379.31/530/N mm f N mm ==<= 承压承载力计算：35050742101855635.22b c c N d t f kN kN -==´´´=>å经以上计算，采用材质为40Cr ，直径D=50mm 的销轴体能满足规范要求。
轴系计算书
符号 η Ne Pe n i ne F C Ci
单位 KW KW rpm rpm
3
公式或说明 齿轮箱说明书 Pe=η ·Ne
计算值
实取值 0.97 352 950 10.3
341.4
ne=n/i
p n
e e
92.2
)
(
b
5 6 0 1 6 0
100 1.26 1.0 d=100C mm mm mm mm
单位 mm mm kW r/min 个 mm N/ mm mm
2
公式或说明 δm=20%d R=8%d'
计算值 37.3 16.8 341.4 92.2
实取值 40 20
8 400 480 df=15.92
Ne 10 6 ne DZRmb
24.72
32
5.联轴器键与螺旋桨键计算 序号 名 称 1 联轴器键计算 (1)中间轴的计算直径 (2)键中部处轴的直径 (3)键宽× 键有效长度 (4)键宽取值 (5)键有效长度 螺旋桨键计算 (1)中间轴的计算直径 (2)键中部处轴的直径 (3)键宽× 键有效长度 (4)键宽取值 (5)键有效长度 6. 计算结果统计 项目 前轴承位 基 径 后轴承位 直径 法兰厚度 螺栓数(支) 螺栓直径 键 宽 有效键长 键 宽 有效键长 前轴承 后轴承
符号 di dm B·L B L di dm B·L B L
单位 mm mm mm
2
公式或说明
计算值 147.96 199.2 6254.2
实取值
按轴锥度处尺寸
BL d3 2.6d m
9000 45 200
mm mm mm mm mm2 mm mm
L= B·L/B
课程设计4-轴系零件的设计计算
油沟式密封
迷宫式密封
2、轴承端盖结构
如用油润滑→则机座剖分面上应开油沟，轴承端盖上应开有缺口。
§4－4 联轴器选择
按计算转矩并兼顾所联接两轴的尺寸选定。要求所选 联轴器允许的最大转矩不小于计算转矩，联轴器轴孔直径 应与被联接两轴的直径匹配。
轴的圆周速度v<7m/s 。油封唇向外——防止外界灰尘、杂质 为主；油封唇向内——防止漏油为主；两个相背放置——既 防灰尘又防漏油。
常用非接触式密封： 油沟式密封：用润滑脂填满油沟和与轴的间隙进行密封。
适用于脂润滑及环境清洁的场合。若用于油润滑，要防止润滑 油沿轴外泄，需要与甩油环配合使用形成组合密封。
即 且保证
Tc＝KAT [T]
n nmax
联轴器的极限转速 工作转速
式中：Tc—联轴器传递的名义转矩； KA—工作情况系数，查表；
[T]—联轴器许用转矩，查标准。
对中小型减速器，输入轴、输出轴均可采用弹性套柱销联轴器 或弹性柱销联轴器
轴环尺寸：教材P451
h1=0.07~0.1d4
d5
轴的外伸长度的确定
(1)当轴端安装弹性 (2)当使用凸缘式轴
套柱销联轴器时
承盖时
K值由联轴器的型 号确定
K值由连接 螺栓长 度确定
(3)当轴承盖与轴端 零件都不需拆卸时, 一般取
K=5mm~8mm
二、轴的强度校核计算
1. 画出空间受力图（注意中间轴），求水平面和垂 直面支反力RH 、RV ；
第四章 轴系零件的设计计算
4-1、轴的设计与校核计算 4-2、轴承选择 4-3、轴承端盖等附件设计 4-4、联轴器选择
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。
01-CCS轴系校中计算书
COMPASS船舶轴系校中计算程序SRM04 ( Ver. 0201 )控制号:SP08D008船名:47,000DWT 散货船设计:上海瀚顺船舶设计有限公司制造:浙江合兴船厂计算:金银三日期:2009-03-15中国船级社Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶轴 系 数 据单 元 单 元 单元位置 长 度左边直径 右边直径 内部直径 单元材料序 号 名 称 ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) 序 号 1 290.0 290.0 300.0 300.0 0.0 3 2 780.0 490.0 371.0 395.0 0.0 3 3 1290.0 510.0 395.0 420.0 0.0 3 4 1670.0 380.0 420.0 420.0 0.0 3 5 1710.0 40.0 440.0 440.0 0.0 2 6 BRNG 1910.0 200.0 440.0 440.0 0.0 2 7 2260.0 350.0 440.0 440.0 0.0 2 8 2610.0 350.0 440.0 440.0 0.0 2 9 2650.0 40.0 440.0 440.0 0.0 2 10 3159.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 11 3668.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 12 4177.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 13 4686.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 14 4728.0 42.0 445.0 445.0 0.0 2 15 BRNG 4933.0 205.0 445.0 445.0 0.0 2 16 5138.0 205.0 445.0 445.0 0.0 2 17 5548.0 410.0 445.0 445.0 0.0 2 18 JACK 5792.0 244.0 420.0 420.0 0.0 1 19 6024.0 232.0 420.0 420.0 0.0 1 20 FLNG 6104.0 80.0 840.0 840.0 0.0 1 21 6184.0 80.0 840.0 840.0 0.0 1 22 6884.0 700.0 350.0 350.0 0.0 1 23 7584.0 700.0 350.0 350.0 0.0 1 24 7799.0 215.0 380.0 380.0 0.0 1 25 BRNG 7944.0 145.0 380.0 380.0 0.0 1 26 8089.0 145.0 380.0 380.0 0.0 1 27 8224.0 135.0 380.0 380.0 0.0 1 28 JACK 8424.0 200.0 350.0 350.0 0.0 1 29 9214.0 790.0 350.0 350.0 0.0 1 30 10204.0 990.0 350.0 350.0 0.0 1 31 11194.0 990.0 350.0 350.0 0.0 1 32 11644.0 450.0 350.0 350.0 0.0 1 33 12184.0 540.0 350.0 350.0 0.0 1 34 FLNG 12264.0 80.0 756.0 756.0 0.0 1 35 12334.0 70.0 756.0 756.0 0.0 1 36 12376.0 42.0 903.0 903.0 0.0 1 37 BRNG 12602.0 226.0 473.0 473.0 85.0 1 38 12844.0 242.0 473.0 473.0 85.0 1 39 12937.0 93.0 984.0 984.0 85.0 1 40 13053.0 116.0 984.0 984.0 85.0 1 41 13103.0 50.0 1114.0 1114.0 85.0 1 42 BRNG 13350.0 247.0 472.0 472.0 85.0 1 43 13548.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 44 13724.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 45 13900.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 46 BRNG 14098.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 47 14296.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 48 14472.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 49 14648.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 50 BRNG 14846.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 51 15044.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 52 15220.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 53 15396.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 54 BRNG 15594.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 55 15792.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 56 15968.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 57 16144.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 58 BRNG16342.0198.0274.0274.00.0 4轴 系 总 重 量 = 142.003 k.NVer.0601 17074623 上海瀚顺船舶轴 系 布 置 图JK JKFLFLFFFF F F F16 ( m )0.001.11( m )材 料 数 据材料序号弹性模量(N/mm^2) 泊 松 比密 度(Kg/m^3) 1 2.060E+11 0.3 7850.0 2 2.060E+11 0.3 7065.0 3 2.060E+11 0.3 6830.0 42.060E+110.30.0轴 承 数 据轴 承 单 元 支承位置 轴承长度 轴承刚度 序 号 号 ( mm ) ( mm ) ( N/m ) 1 6 1910.0 900.0 STIFF. 2 15 4933.0 410.0 STIFF. 3 25 7944.0 290.0 STIFF. 4 37 12602.0 168.0 STIFF. 5 42 13350.0 168.0 STIFF. 6 46 14098.0 168.0 STIFF. 7 50 14846.0 168.0 STIFF. 8 54 15594.0 168.0 STIFF. 95816342.0168.0STIFF.轴 系 外 载 荷载 荷 单 元 载荷位置 分布载荷 集中载荷 弯 矩 号 序 号 ( mm ) ( N/m ) ( N ) ( N.m ) 1 2 780.0 0.0 100573.0 0.0 2 36 12376.0 0.0 19866.0 0.0 3 39 12937.0 0.0 -51000.0 0.0 4 44 13724.0 0.0 50600.0 0.0 5 48 14472.0 0.0 50600.0 0.0 6 52 15220.0 0.0 50600.0 0.0 75615968.00.050600.00.0轴承反力影响系数 ( k.N/mm )I.E. 轴承升高 1 mm 时产生的反力Diff = 最后两列差值Sum = 最后两行代数和No. 1 2 3 4 5 6 7 81 1.849E+01-4.072E+01 2.601E+01-1.270E+01 9.273E+00-4.357E-01 1.162E-01-2.905E-02 2-4.072E+01 9.853E+01-7.513E+01 5.839E+01-4.264E+01 2.004E+00-5.343E-01 1.336E-013 2.601E+01-7.513E+01 7.809E+01-1.195E+02 9.398E+01-4.416E+00 1.178E+00-2.944E-01 4-1.270E+01 5.839E+01-1.195E+02 8.405E+02-1.324E+03 7.070E+02-1.885E+02 4.713E+01 5 9.273E+00-4.264E+01 9.398E+01-1.324E+03 2.729E+03-2.076E+03 7.716E+02-1.929E+02 6-4.357E-01 2.004E+00-4.416E+00 7.070E+02-2.076E+03 2.453E+03-1.580E+03 5.993E+02 7 1.162E-01-5.343E-01 1.178E+00-1.885E+02 7.716E+02-1.580E+03 1.947E+03-1.304E+03 8-2.905E-02 1.336E-01-2.944E-01 4.713E+01-1.929E+02 5.993E+02-1.304E+03 1.347E+03 9 4.841E-03-2.226E-02 4.906E-02-7.856E+00 3.215E+01-9.989E+01 3.535E+02-4.969E+02 Sum-2.421E-02 1.113E-01-2.453E-01 3.928E+01-1.607E+02 4.994E+02-9.503E+02 8.504E+02 No. 9 Diff.1 4.841E-03-3.389E-022-2.226E-02 1.558E-013 4.906E-02-3.434E-014-7.856E+00 5.499E+015 3.215E+01-2.250E+026-9.989E+01 6.992E+027 3.535E+02-1.657E+038-4.969E+02 1.844E+039 2.190E+02-7.159E+02Sum-2.779E+02 1.128E+03千斤顶顶举系数千斤顶单元千斤顶位置千斤顶轴承序号号 ( mm )顶举系数序号1 18 5792.0 0.884 22 28 8424.0 0.999 3轴承实际反力 = (千斤顶负荷) X (顶举系数)Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶直线校中计算结果单 元 截面处 截面处 截面处 截面处 截面处 号 位置(mm) 挠度(mm) 转角(rad) 弯矩(N.m) 剪力(k.N) 0.0 -8.9680E-01 5.1788E-04 0.0000E+00 0.0000E+00 1 290.0 -7.4663E-01 5.1764E-04 -1.9915E+02 -1.3735E+00 2 780.0 -4.9330E-01 5.1574E-04 -1.7989E+03 -1.0573E+02 3 1290.0 -2.3958E-01 4.6245E-04 -5.6857E+04 -1.1019E+02 4 1670.0 -8.0127E-02 3.6823E-04 -9.9398E+04 -1.1371E+02 5 1710.0 -6.5611E-02 3.5750E-04 -1.0395E+05 -1.1413E+02 6 1910.0 6.2528E-15 2.9658E-04 -1.2699E+05 -1.1624E+02 7 2260.0 8.4488E-02 1.8960E-04 -1.0492E+05 6.1224E+01 8 2610.0 1.3503E-01 1.0241E-04 -8.4135E+04 5.7536E+01 9 2650.0 1.3895E-01 9.3650E-05 -8.1842E+04 5.7114E+01 10 3159.0 1.5683E-01 -1.5899E-05 -5.4015E+04 5.2227E+01 11 3668.0 1.3006E-01 -8.2446E-05 -2.8675E+04 4.7339E+01 12 4177.0 7.9512E-02 -1.1001E-04 -5.8236E+03 4.2452E+01 13 4686.0 2.3997E-02 -1.0263E-04 1.4541E+04 3.7564E+01 14 4728.0 1.9720E-02 -1.0100E-04 1.6109E+04 3.7112E+01 15 4933.0 8.5815E-15 -9.0749E-05 2.3490E+04 3.4902E+01 16 5138.0 -1.7346E-02 -7.8430E-05 2.4092E+04 1.8294E+00 17 5548.0 -4.4375E-02 -5.3445E-05 2.3936E+04 -2.5901E+00 18 5792.0 -5.5176E-02 -3.5211E-05 2.2986E+04 -5.1934E+00 19 6024.0 -6.1418E-02 -1.8778E-05 2.1494E+04 -7.6686E+00 20 6104.0 -6.2906E-02 -1.8442E-05 2.0744E+04 -1.1083E+01 21 6184.0 -6.4369E-02 -1.8120E-05 1.9721E+04 -1.4497E+01 22 6884.0 -5.1162E-02 4.6657E-05 7.7579E+03 -1.9683E+01 23 7584.0 -1.3880E-02 4.7873E-05 -7.8355E+03 -2.4870E+01 24 7799.0 -4.6453E-03 3.7089E-05 -1.3384E+04 -2.6747E+01 25 7944.0 7.4801E-15 2.6530E-05 -1.7354E+04 -2.8014E+01 26 8089.0 3.0258E-03 1.5505E-05 -1.4737E+04 1.7415E+01 27 8224.0 4.5154E-03 6.8052E-06 -1.2466E+04 1.6236E+01 28 8424.0 4.3728E-03 -7.5503E-06 -9.3669E+03 1.4754E+01 29 9214.0 -1.3657E-02 -2.9987E-05 -2.2890E+01 8.9013E+00 30 10204.0 -3.5885E-02 -9.2855E-06 5.1585E+03 1.5663E+00 31 11194.0 -2.8704E-02 2.1532E-05 3.0783E+03 -5.7687E+00 32 11644.0 -1.7621E-02 2.6070E-05 -2.6776E+02 -9.1028E+00 33 12184.0 -5.5478E-03 1.5090E-05 -6.2635E+03 -1.3104E+01 34 12264.0 -4.3471E-03 1.4924E-05 -7.4224E+03 -1.5869E+01 35 12334.0 -3.3082E-03 1.4755E-05 -8.6180E+03 -1.8289E+01 36 12376.0 -2.6897E-03 1.4698E-05 -9.4296E+03 -4.0226E+01 37 12602.0 -7.1150E-13 8.4020E-06 -1.8855E+04 -4.3186E+01 38 12844.0 9.5392E-04 -4.8158E-07 -1.8394E+04 3.1908E-01 39 12937.0 9.0073E-04 -6.6272E-07 -1.8616E+04 4.5913E+01 40 13053.0 8.1185E-04 -8.5952E-07 -1.3681E+04 3.9171E+01 41 13103.0 7.6783E-04 -9.0041E-07 -1.1816E+04 3.5440E+01 42 13350.0 -9.6098E-13 -4.6307E-06 -3.4601E+03 3.2220E+01 43 13548.0 -1.5841E-03 -8.7295E-06 1.1004E+03 2.3033E+01 44 13724.0 -2.4543E-03 9.2739E-07 5.1541E+03 -2.7567E+01 45 13900.0 -1.3299E-03 9.3520E-06 3.0229E+02 -2.7567E+01 46 14098.0 -1.9471E-12 9.2117E-07 -5.1560E+03 -2.7567E+01 47 14296.0 -9.9070E-04 -7.8970E-06 7.9335E+01 2.6441E+01 48 14472.0 -1.9375E-03 -4.6680E-07 4.7330E+03 -2.4159E+01 49 14648.0 -1.1186E-03 7.5836E-06 4.8105E+02 -2.4159E+01 50 14846.0 -4.5766E-12 9.4604E-07 -4.3024E+03 -2.4159E+01 51 15044.0 -7.7024E-04 -6.0893E-06 2.5208E+02 2.3002E+01 52 15220.0 -1.4067E-03 9.3982E-07 4.3005E+03 -2.7598E+01 53 15396.0 -5.1269E-04 6.7202E-06 -5.5671E+02 -2.7598E+01 54 15594.0 -1.0448E-11 -4.7053E-06 -6.0211E+03 -2.7598E+01 55 15792.0 -2.2454E-03 -1.4153E-05 5.8215E+02 3.3350E+01 56 15968.0 -4.0464E-03 -3.2925E-06 6.4517E+03 -1.7250E+01 57 16144.0 -3.1477E-03 1.1942E-05 3.4156E+03 -1.7250E+01 5816342.0-2.0910E-111.7875E-05-7.9687E-07-1.7250E+01轴承总反力 = 413.842 k.N轴 承 变 位 转 角 反 力 20%轴段重量 轴承比压序 号 ( mm ) ( rad ) ( k.N ) ( k.N ) ( N/mm^2 ) 1 0.0000 2.9658E-04 181.155 9.136 0.457 2 0.0000 -9.0749E-05 -30.863 12.413 -0.169 3 0.0000 2.6530E-05 46.695 14.811 0.424 4 0.0000 8.4020E-06 46.674 12.854 0.587 5 0.0000 -4.6307E-06 -9.187 4.454 -0.116 6 0.0000 9.2117E-07 54.009 0.000 1.173 7 0.0000 9.4604E-07 47.161 0.000 1.025 8 0.0000 -4.7053E-06 60.947 0.000 1.324 90.00001.7875E-0517.2500.000 0.375尾管后轴承处转角: 2.966E-04rad 柴油机输出法兰的弯矩 : -7.422E+00k.Nm 柴油机输出法兰的剪力 : -1.587E+01k.N 螺旋桨轴的最大弯曲应力 : 1.519E+01N/mm^2中间轴的最大弯曲应力 : 3.222E+00N/mm^2推力轴的最大弯曲应力:3.195E+00N/mm^2Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶轴 系 挠 度 曲 线16 (m)-0.897( mm )Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶合理校中计算结果 - ( 冷 态 工 况 )单 元 截面处 截面处 截面处 截面处 截面处 号 位置(mm) 挠度(mm) 转角(rad) 弯矩(N.m) 剪力(k.N) 0.0 -1.0823E+00 6.1501E-04 0.0000E+00 0.0000E+00 1 290.0 -9.0398E-01 6.1478E-04 -1.9915E+02 -1.3735E+00 2 780.0 -6.0306E-01 6.1288E-04 -1.7989E+03 -1.0573E+02 3 1290.0 -2.9980E-01 5.5958E-04 -5.6857E+04 -1.1019E+02 4 1670.0 -1.0344E-01 4.6536E-04 -9.9398E+04 -1.1371E+02 5 1710.0 -8.5037E-02 4.5463E-04 -1.0395E+05 -1.1413E+02 6 1910.0 1.9016E-15 3.9372E-04 -1.2699E+05 -1.1624E+02 7 2260.0 1.1809E-01 2.8339E-04 -1.1215E+05 4.0549E+01 8 2610.0 1.9990E-01 1.8618E-04 -9.8608E+04 3.6860E+01 9 2650.0 2.0714E-01 1.7585E-04 -9.7142E+04 3.6439E+01 10 3159.0 2.5912E-01 3.3036E-05 -7.9839E+04 3.1551E+01 11 3668.0 2.4518E-01 -8.3797E-05 -6.5023E+04 2.6664E+01 12 4177.0 1.7754E-01 -1.7868E-04 -5.2695E+04 2.1776E+01 13 4686.0 6.6333E-02 -2.5562E-04 -4.2855E+04 1.6889E+01 14 4728.0 5.5502E-02 -2.6013E-04 -4.2155E+04 1.6436E+01 15 4933.0 1.0625E-15 -2.8109E-04 -3.9012E+04 1.4226E+01 16 5138.0 -5.9593E-02 -2.9985E-04 -3.3641E+04 2.5100E+01 17 5548.0 -1.8897E-01 -3.2962E-04 -2.4256E+04 2.0680E+01 18 5792.0 -2.7153E-01 -3.4656E-04 -1.9527E+04 1.8077E+01 19 6024.0 -3.5349E-01 -3.5948E-04 -1.5621E+04 1.5602E+01 20 6104.0 -3.8226E-01 -3.5972E-04 -1.4509E+04 1.2187E+01 21 6184.0 -4.1105E-01 -3.5994E-04 -1.3671E+04 8.7734E+00 22 6884.0 -6.8226E-01 -4.1163E-04 -9.3446E+03 3.5870E+00 23 7584.0 -9.8463E-01 -4.5174E-04 -8.6489E+03 -1.5993E+00 24 7799.0 -1.0827E+00 -4.6080E-04 -9.1946E+03 -3.4771E+00 25 7944.0 -1.1500E+00 -4.6732E-04 -9.7906E+03 -4.7435E+00 26 8089.0 -1.2182E+00 -4.7292E-04 -6.5303E+03 2.1851E+01 27 8224.0 -1.2823E+00 -4.7617E-04 -3.6600E+03 2.0672E+01 28 8424.0 -1.3778E+00 -4.7834E-04 3.2620E+02 1.9190E+01 29 9214.0 -1.7454E+00 -4.4119E-04 1.3174E+04 1.3337E+01 30 10204.0 -2.1274E+00 -3.2006E-04 2.2747E+04 6.0021E+00 31 11194.0 -2.3664E+00 -1.6017E-04 2.5059E+04 -1.3329E+00 32 11644.0 -2.4219E+00 -8.7485E-05 2.3709E+04 -4.6670E+00 33 12184.0 -2.4474E+00 -8.8804E-06 2.0108E+04 -8.6679E+00 34 12264.0 -2.4481E+00 -8.4027E-06 1.9304E+04 -1.1433E+01 35 12334.0 -2.4486E+00 -8.0027E-06 1.8419E+04 -1.3853E+01 36 12376.0 -2.4490E+00 -7.8895E-06 1.7794E+04 -3.5790E+01 37 12602.0 -2.4500E+00 -1.7937E-06 9.3707E+03 -3.8750E+01 38 12844.0 -2.4501E+00 5.7829E-07 4.1352E+02 -3.8598E+01 39 12937.0 -2.4500E+00 5.6392E-07 -3.4274E+03 6.9968E+00 40 13053.0 -2.4499E+00 5.2535E-07 -3.0068E+03 2.5428E-01 41 13103.0 -2.4499E+00 5.1561E-07 -3.0874E+03 -3.4768E+00 42 13350.0 -2.4500E+00 -1.2823E-06 -4.3439E+03 -6.6971E+00 43 13548.0 -2.4512E+00 -7.9361E-06 5.1320E+02 2.4531E+01 44 13724.0 -2.4521E+00 3.1466E-07 4.8306E+03 -2.6069E+01 45 13900.0 -2.4511E+00 8.1473E-06 2.4241E+02 -2.6069E+01 46 14098.0 -2.4500E+00 2.3653E-08 -4.9193E+03 -2.6069E+01 47 14296.0 -2.4511E+00 -8.1100E-06 2.3669E+02 2.6040E+01 48 14472.0 -2.4520E+00 -3.0283E-07 4.8198E+03 -2.4560E+01 49 14648.0 -2.4512E+00 7.9067E-06 4.9730E+02 -2.4560E+01 50 14846.0 -2.4500E+00 1.1877E-06 -4.3655E+03 -2.4560E+01 51 15044.0 -2.4507E+00 -6.0307E-06 2.0984E+02 2.3108E+01 52 15220.0 -2.4514E+00 8.9667E-07 4.2768E+03 -2.7492E+01 53 15396.0 -2.4505E+00 6.6326E-06 -5.6182E+02 -2.7492E+01 54 15594.0 -2.4500E+00 -4.7744E-06 -6.0053E+03 -2.7492E+01 55 15792.0 -2.4523E+00 -1.4174E-05 5.9376E+02 3.3328E+01 56 15968.0 -2.4541E+00 -3.2839E-06 6.4596E+03 -1.7272E+01 57 16144.0 -2.4532E+00 1.1970E-05 3.4198E+03 -1.7272E+01 5816342.0-2.4500E+001.7910E-05-1.0204E-06-1.7272E+01轴承总反力 = 413.842 k.N轴 承 变 位 转 角 反 力 20%轴段重量 轴承比压序 号 ( mm ) ( rad ) ( k.N ) ( k.N ) ( N/mm^2 ) 1 0.0000 3.9372E-04 160.479 9.136 0.405 2 0.0000 -2.8109E-04 13.083 12.413 0.072 3 -1.1500 -4.6732E-04 27.861 14.811 0.253 4 -2.4500 -1.7937E-06 3.321 12.854 0.042 5 -2.4500 -1.2823E-06 31.228 4.454 0.394 6 -2.4500 2.3653E-08 52.110 0.000 1.132 7 -2.4500 1.1877E-06 47.667 0.000 1.036 8 -2.4500 -4.7744E-06 60.821 0.000 1.321 9-2.45001.7910E-0517.2720.000 0.375尾管后轴承处转角: 3.937E-04rad 柴油机输出法兰的弯矩 : 1.930E+01k.Nm 柴油机输出法兰的剪力 : -1.143E+01k.N 螺旋桨轴的最大弯曲应力 : 1.519E+01N/mm^2中间轴的最大弯曲应力 : 5.953E+00N/mm^2推力轴的最大弯曲应力:3.199E+00N/mm^2Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶轴 系 挠 度 曲 线16 (m)-2.454( mm )Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶合理校中计算结果 - ( 热 态 工 况 )单 元 截面处 截面处 截面处 截面处 截面处 号 位置(mm) 挠度(mm) 转角(rad) 弯矩(N.m) 剪力(k.N) 0.0 -1.0891E+00 6.1855E-04 0.0000E+00 0.0000E+00 1 290.0 -9.0972E-01 6.1832E-04 -1.9915E+02 -1.3735E+00 2 780.0 -6.0706E-01 6.1642E-04 -1.7989E+03 -1.0573E+02 3 1290.0 -3.0200E-01 5.6312E-04 -5.6857E+04 -1.1019E+02 4 1670.0 -1.0429E-01 4.6890E-04 -9.9398E+04 -1.1371E+02 5 1710.0 -8.5745E-02 4.5817E-04 -1.0395E+05 -1.1413E+02 6 1910.0 4.7281E-15 3.9726E-04 -1.2699E+05 -1.1624E+02 7 2260.0 1.1932E-01 2.8681E-04 -1.1242E+05 3.9795E+01 8 2610.0 2.0227E-01 1.8923E-04 -9.9136E+04 3.6107E+01 9 2650.0 2.0963E-01 1.7884E-04 -9.7700E+04 3.5685E+01 10 3159.0 2.6285E-01 3.4819E-05 -8.0780E+04 3.0798E+01 11 3668.0 2.4938E-01 -8.3846E-05 -6.6348E+04 2.5910E+01 12 4177.0 1.8111E-01 -1.8118E-04 -5.4404E+04 2.1023E+01 13 4686.0 6.7876E-02 -2.6120E-04 -4.4947E+04 1.6135E+01 14 4728.0 5.6806E-02 -2.6592E-04 -4.4279E+04 1.5682E+01 15 4933.0 5.6631E-15 -2.8802E-04 -4.1291E+04 1.3473E+01 16 5138.0 -6.1126E-02 -3.0782E-04 -3.5363E+04 2.7812E+01 17 5548.0 -1.9405E-01 -3.3880E-04 -2.4866E+04 2.3392E+01 18 5792.0 -2.7890E-01 -3.5595E-04 -1.9476E+04 2.0789E+01 19 6024.0 -3.6301E-01 -3.6860E-04 -1.4940E+04 1.8314E+01 20 6104.0 -3.9251E-01 -3.6883E-04 -1.3612E+04 1.4899E+01 21 6184.0 -4.2202E-01 -3.6904E-04 -1.2556E+04 1.1485E+01 22 6884.0 -6.9679E-01 -4.1121E-04 -6.3317E+03 6.2990E+00 23 7584.0 -9.9297E-01 -4.3304E-04 -3.7376E+03 1.1126E+00 24 7799.0 -1.0865E+00 -4.3680E-04 -3.7003E+03 -7.6511E-01 25 7944.0 -1.1500E+00 -4.3940E-04 -3.9030E+03 -2.0315E+00 26 8089.0 -1.2139E+00 -4.4111E-04 -1.0896E+03 1.8770E+01 27 8224.0 -1.2734E+00 -4.4101E-04 1.3647E+03 1.7591E+01 28 8424.0 -1.3613E+00 -4.3696E-04 4.7346E+03 1.6109E+01 29 9214.0 -1.6888E+00 -3.8319E-04 1.5149E+04 1.0256E+01 30 10204.0 -2.0103E+00 -2.5914E-04 2.1671E+04 2.9206E+00 31 11194.0 -2.1957E+00 -1.1622E-04 2.0931E+04 -4.4144E+00 32 11644.0 -2.2345E+00 -5.7831E-05 1.8195E+04 -7.7485E+00 33 12184.0 -2.2498E+00 -1.8094E-06 1.2930E+04 -1.1749E+01 34 12264.0 -2.2499E+00 -1.5085E-06 1.1880E+04 -1.4515E+01 35 12334.0 -2.2500E+00 -1.2681E-06 1.0779E+04 -1.6935E+01 36 12376.0 -2.2501E+00 -1.2031E-06 1.0024E+04 -3.8872E+01 37 12602.0 -2.2500E+00 1.2643E-06 9.0476E+02 -4.1831E+01 38 12844.0 -2.2498E+00 2.6040E-07 -5.2277E+03 -2.6925E+01 39 12937.0 -2.2497E+00 1.9601E-07 -7.9831E+03 1.8669E+01 40 13053.0 -2.2497E+00 1.0997E-07 -6.2085E+03 1.1927E+01 41 13103.0 -2.2497E+00 9.0898E-08 -5.7054E+03 8.1957E+00 42 13350.0 -2.2500E+00 -2.2866E-06 -4.0788E+03 4.9754E+00 43 13548.0 -2.2513E+00 -8.1741E-06 6.8932E+02 2.4081E+01 44 13724.0 -2.2522E+00 4.9844E-07 4.9276E+03 -2.6519E+01 45 13900.0 -2.2512E+00 8.5087E-06 2.6037E+02 -2.6519E+01 46 14098.0 -2.2500E+00 2.9285E-07 -4.9903E+03 -2.6519E+01 47 14296.0 -2.2511E+00 -8.0461E-06 1.8949E+02 2.6161E+01 48 14472.0 -2.2520E+00 -3.5201E-07 4.7938E+03 -2.4439E+01 49 14648.0 -2.2512E+00 7.8098E-06 4.9243E+02 -2.4439E+01 50 14846.0 -2.2500E+00 1.1152E-06 -4.3466E+03 -2.4439E+01 51 15044.0 -2.2508E+00 -6.0482E-06 2.2251E+02 2.3076E+01 52 15220.0 -2.2514E+00 9.0961E-07 4.2839E+03 -2.7524E+01 53 15396.0 -2.2505E+00 6.6588E-06 -5.6029E+02 -2.7524E+01 54 15594.0 -2.2500E+00 -4.7537E-06 -6.0100E+03 -2.7524E+01 55 15792.0 -2.2523E+00 -1.4168E-05 5.9028E+02 3.3335E+01 56 15968.0 -2.2541E+00 -3.2864E-06 6.4572E+03 -1.7265E+01 57 16144.0 -2.2532E+00 1.1962E-05 3.4185E+03 -1.7265E+01 5816342.0-2.2500E+001.7899E-05-9.5749E-07-1.7265E+01轴承总反力 = 413.842 k.N轴 承 变 位 转 角 反 力 20%轴段重量 轴承比压序 号 ( mm ) ( rad ) ( k.N ) ( k.N ) ( N/mm^2 ) 1 0.0000 3.9726E-04 159.726 9.136 0.403 2 0.0000 -2.8802E-04 16.549 12.413 0.091 3 -1.1500 -4.3940E-04 22.068 14.811 0.200 4 -2.2500 1.2643E-06 18.075 12.854 0.227 5 -2.2500 -2.2866E-06 19.106 4.454 0.241 6 -2.2500 2.9285E-07 52.679 0.000 1.144 7 -2.2500 1.1152E-06 47.516 0.000 1.032 8 -2.2500 -4.7537E-06 60.859 0.000 1.322 9-2.25001.7899E-0517.2650.000 0.375尾管后轴承处转角: 3.973E-04rad 柴油机输出法兰的弯矩 : 1.188E+01k.Nm 柴油机输出法兰的剪力 : -1.451E+01k.N 螺旋桨轴的最大弯曲应力 : 1.519E+01N/mm^2中间轴的最大弯曲应力 : 5.148E+00N/mm^2推力轴的最大弯曲应力:3.197E+00N/mm^2Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶轴 系 挠 度 曲 线16 (m)-2.254( mm )Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶轴 系 数 据 - ( 安 装 工 况 )单 元 单 元单元位置 长 度 左边直径 右边直径 内部直径 单元材料序 号 名 称( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) 序 号 1290.0 290.0 300.0 300.0 0.0 3 2780.0 490.0 371.0 395.0 0.0 3 31290.0 510.0 395.0 420.0 0.0 3 41670.0 380.0 420.0 420.0 0.0 3 51710.0 40.0 440.0 440.0 0.0 2 6 BRNG1910.0 200.0 440.0 440.0 0.0 2 72260.0 350.0 440.0 440.0 0.0 2 82610.0 350.0 440.0 440.0 0.0 2 92650.0 40.0 440.0 440.0 0.0 2 103159.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 113668.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 124177.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 134686.0 509.0 420.0 420.0 0.0 2 144728.0 42.0 445.0 445.0 0.0 2 15 BRNG4933.0 205.0 445.0 445.0 0.0 2 165138.0 205.0 445.0 445.0 0.0 2 175548.0 410.0 445.0 445.0 0.0 2 185792.0 244.0 420.0 420.0 0.0 1 196024.0 232.0 420.0 420.0 0.0 1 20 FLNG6104.0 80.0 840.0 840.0 0.0 1 216184.0 80.0 840.0 840.0 0.0 1 226884.0 700.0 350.0 350.0 0.0 1 237584.0 700.0 350.0 350.0 0.0 1 247799.0 215.0 380.0 380.0 0.0 1 25 BRNG7944.0 145.0 380.0 380.0 0.0 1 268089.0 145.0 380.0 380.0 0.0 1 278224.0 135.0 380.0 380.0 0.0 1 288424.0 200.0 350.0 350.0 0.0 1 299214.0 790.0 350.0 350.0 0.0 1 3010204.0 990.0 350.0 350.0 0.0 1 3111194.0 990.0 350.0 350.0 0.0 1 32 T S11644.0 450.0 350.0 350.0 0.0 1 3312184.0 540.0 350.0 350.0 0.0 1 34 FLNG12264.0 80.0 756.0 756.0 0.0 1 3512334.0 70.0 756.0 756.0 0.0 1 3612376.0 42.0 903.0 903.0 0.0 1 37 BRNG12602.0 226.0 473.0 473.0 85.0 1 3812844.0 242.0 473.0 473.0 85.0 1 3912937.0 93.0 984.0 984.0 85.0 1 4013053.0 116.0 984.0 984.0 85.0 1 4113103.0 50.0 1114.0 1114.0 85.0 1 42 BRNG13350.0 247.0 472.0 472.0 85.0 1 4313548.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 4413724.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 4513900.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 46 BRNG14098.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 4714296.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 4814472.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 4914648.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 50 BRNG14846.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 5115044.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 5215220.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 5315396.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 54 BRNG15594.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 5515792.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4 5615968.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 5716144.0 176.0 274.0 274.0 0.0 4 58 BRNG 16342.0 198.0 274.0 274.0 0.0 4轴 系 总 重 量 = 142.003 k.NVer.0601 17074623 上海瀚顺船舶轴 系 布 置 图 - (安 装 工 况 )TSFLFL F F F FF F F F016 ( m )0.001.11( m )轴 承 数 据 - ( 安 装 工 况 )轴 承 单 元 支承位置 轴承长度 轴承刚度 序 号号 ( mm ) ( mm ) ( N/m ) 16 1910.0 900.0 STIFF. 215 4933.0 410.0 STIFF. 325 7944.0 290.0 STIFF. 432 11644.0 T. S. STIFF. 537 12602.0 168.0 STIFF. 642 13350.0 168.0 STIFF. 7 46 14098.0 168.0 STIFF. 850 14846.0 168.0 STIFF. 954 15594.0 168.0 STIFF. 10 58 16342.0 168.0 STIFF.轴 系 外 载 荷 - ( 安 装 工 况 )载 荷单 元 载荷位置 分布载荷 集中载荷 弯 矩 号序 号 ( mm ) ( N/m ) ( N ) ( N.m ) 12 780.0 0.0 100573.0 0.0 220 6104.0 0.0 10000.0 0.0 335 12334.0 0.0 19866.0 0.0 439 12937.0 0.0 -51000.0 0.0 544 13724.0 0.0 50600.0 0.0 648 14472.0 0.0 50600.0 0.0 752 15220.0 0.0 50600.0 0.0 8 56 15968.0 0.0 50600.0 0.0Ver.0601 17074623 上海瀚顺船舶 轴 承 反 力 影 响 系 数 ( k.N/mm ) - ( 安 装 工 况 )I.E. 轴 承 升 高 1 mm 时 产 生 的 反 力Diff = 最 后 两 列 差 值Sum = 最 后 两 行 代 数 和No.1 2 3 4 5 6 7 8 11.860E+01-4.125E+012.724E+01-1.304E+01 1.270E+01-4.412E+00 2.073E-01-5.528E-02 2-4.125E+01 1.009E+02-8.080E+01 5.998E+01-5.841E+01 2.029E+01-9.533E-01 2.542E-01 32.724E+01-8.080E+01 9.140E+01-1.408E+02 1.547E+02-5.373E+01 2.524E+00-6.732E-01 4-1.304E+01 5.998E+01-1.408E+02 1.489E+03-2.899E+03 1.562E+03-7.339E+01 1.957E+01 51.270E+01-5.841E+01 1.547E+02-2.899E+03 6.486E+03-4.366E+03 8.499E+02-2.267E+02 6-4.412E+00 2.029E+01-5.373E+01 1.562E+03-4.366E+03 4.368E+03-2.153E+03 7.921E+02 72.073E-01-9.533E-01 2.524E+00-7.339E+01 8.499E+02-2.153E+03 2.457E+03-1.581E+03 8-5.528E-02 2.542E-01-6.732E-01 1.957E+01-2.267E+02 7.921E+02-1.581E+03 1.947E+03 91.382E-02-6.355E-02 1.683E-01-4.893E+00 5.666E+01-1.980E+02 5.996E+02-1.304E+03 10-2.303E-03 1.059E-02-2.805E-02 8.155E-01-9.444E+00 3.301E+01-9.993E+01 3.535E+02 Sum1.152E-02-5.296E-02 1.402E-01-4.077E+00 4.722E+01-1.650E+02 4.996E+02-9.504E+02No.9 10 Diff. 11.382E-02-2.303E-03 1.612E-02 2-6.355E-02 1.059E-02-7.415E-02 31.683E-01-2.805E-02 1.963E-01 4-4.893E+00 8.155E-01-5.708E+00 55.666E+01-9.444E+006.611E+01 6-1.980E+02 3.301E+01-2.310E+02 75.996E+02-9.993E+016.995E+02 8-1.304E+03 3.535E+02-1.657E+03 91.347E+03-4.969E+02 1.844E+03 10-4.969E+02 2.190E+02-7.159E+02 Sum 8.504E+02-2.779E+02 1.128E+03法 兰 开 口 和 偏 移 值法 兰法兰位置开口（GAP ）偏移（SAG ） 左边开口 右边开口 左边偏移 右边偏移序 号( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) ( mm ) 16.104E+03 1.664E-017.063E-01-2.176E-01-5.118E-02-2.919E-01-9.982E-01 2 1.226E+04 1.331E-01 5.470E-01-1.287E-01 4.419E-03-1.905E+00-2.452E+00安 装 状 态 下 轴 承 反 力轴承序号单元号轴承变位值( mm )轴承反力( k.N ) 16 0.000 166.126 215 0.000 5.249 325 -1.150 35.055 432 -1.800 16.427 537 -2.450 14.326 642 -2.450 7.926 746 -2.450 53.204 850 -2.450 47.375 954 -2.450 60.894 10 58 -2.450 17.259轴 系 挠 度 曲 线 （安装状态）16 (m)-2.454( mm )一、从计算结果得出下列结论：1. 螺旋桨轴和中间的轴承比压均小于许用值。
BH513-401-02JS_轴系计算书(O版图)
共
4
页
第
3
页
d
p
⎛ 560 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ σ + 160 ⎟ ⎝ b ⎠
Ne—主机合同最大持续功率为 2500 kW； ne—轴传递 Ne 时转速 183.14 r/min； C—螺旋桨轴直轴部分取 1.22； σb—抗拉强度为 520 N/mm ；
2
d p = 100 × 1.22 ⋅ 3
2500 ⎛ 560 ⎞ ⎜ ⎟ = 273.30 mm 183.14 ⎝ 520 + 160 ⎠
σ —中间轴材料的抗拉强度按 520
b
N/mm 计算；
2
2
σ
bb
—螺栓材料的抗拉强度按 560 N/mm 计算；抗拉强度按规范要求应不小
2
于中间轴材料的抗拉强度，不大于 1000 N/mm 并满足减速器厂要求。 紧配螺栓：
d f = 0.65 224.02 3 (520 + 160) = 26.52mm D 660 X 12 X 560
第
2
页
本船为尾机舱单桨柴油机推进装置，主推进装置是一台直列、四冲程、单作 用、直接喷射、非逆转、中冷柴油机，机型为大发 8DKM-28;柴油机通过橡胶弹性 联轴器、减速齿轮箱、单轴系直接拖动定距螺旋桨组成。 主机最大持续功率为 2500kw。 主机最大持续功率时转速为 750 r/min。
减速齿轮箱的减速比为 I = 4.0952:1。 螺旋桨轴与螺旋桨联接为无键联接，采用液压螺母使桨轴与螺旋桨紧固。 轴材料选用优质碳素钢σb 为 520N/mm 。 轴系实际按 CCS“钢质海船入级与建造规范”2001 年版进行。 . 轴径计算
SHIP DESIGN RESEARCH INSTITUTE OF BOHAI SHIPBUILD.HEAVY INDUSTRY CO.,LTD.
轴系计算书
公式及来源 已 已 知 知
数 值 45 155 6975 134.62 181.00 5735.65
A=BL 已知 已知 [A]=dz3/(2.35×dm)
mm mm mm
2
A=BL 已知 已知 [A]=dz3/(2.6×dm)
3
数 值 601 270 122.39×C 1.26 1.10 154.21 134.62
d=100×C× 4 5 6 7 艉轴系数 中间轴系数 艉轴基本轴径 中间轴基本轴径 C1 C2 d1 d2 1 1 mm mm
Ne 560 ( ) ne b 160
有键螺旋桨轴，按规范选取 键槽，按规范选取 d1 = 118.10×C 1 d2 = 118.10×C
公式及来源 已 知 L1 ≥2×d1 L1` ≥0.9×dT
数 值 154.21 308.42 138.79
实际取：后轴承长度 L1 =380mm；前轴承长度 L1 =240mm。 七、螺旋桨键的受剪面积校核： 序号 1 2 3 4 5 6 键宽 键的有效长度 键的有效受剪面积 中间轴径计算值 键中部处轴径 键的最小受剪面积 A >[A] ,故满足要求。 八、联轴器键受剪面积校核： 序号 1 2 3 4 5 6 键宽 键的有效长度 键的有效受剪面积 中间轴径计算值 键中部处轴径 键的最小受剪面积 A >[A], 故满足要求。 名 称 代号 B L A d2 dm [A] 单位 mm mm mm2 mm mm mm2 公式及来源 已 已 知 知 数 值 45 135 6075 134.62 182.50 5141.53 名 称 代号 B L A dz dm [A] 单位 mm mm mm
轴系强度计算书
共
3 2
页 页
轴系强度计算书
(1/3)
数值 500 100 1 32.00 0 1.26 40.32 50
8、 螺旋桨轴最小直径 dz' mm F*C2(Ne/ne*560/(σb+160))(1/3) 9、 选用螺旋桨轴基本轴径 dz mm 取定 三、螺旋桨键有效面积计算 按照“小海规”4.4.5.1 关于螺旋桨的安装要求，我们选用CCS钢质海船 入级与建造规范2006进行螺旋桨键有效面积计算 B*L≥d3/2.35*dm 式中： B—键宽 L—键的有效长度 d—计算的中间轴直径 dm—在键中部处的轴直径 B*L= 1400 mm
轴系计算书
螺栓的直径应不小于下列计算值：
df=15.92×[Ne/106/( ne×Z×D×σb)]1/2
=15.92×[735/106/( 160×8×430×600)]1/2
=23.8 mm
式中：Ne—轴传递的额定功率Ne=735KW
ne—轴传递Ne时转速ne=160rpm
D—节圆直径D=430
额定功率：735KW
额定转速：400r/min
齿轮箱
型号：GWC 42/45
减速比：2.5:1
输入转速：400r/min
中间轴转速：160r/min
螺旋桨轴材料：#35优质碳素钢，其抗拉强度σb=530 N/mm2
2、基本轴径计算
d=100×{(Ne/ne)×[560/(σb+160)]}1/3
=100×{(735/160)×[560/(530+160)]}1/3
键受剪力的有效面积应不小于下列计算值：
BL＞d3(2.6×dm)式中d—中间轴直径φ155mm
轴 系 计 算 书
共3页
第3页
BL=50×250=12500 B—键的宽度，50mm
d3(2.6×dm)=7383 L—键的有效长度，250mm
BL≥d3(2.6×dm)满足使用要求dm—键中部处轴的直径φ194mm
式中：L—键的有效长度365
B—键的宽度B=50mm
dm—键中部处轴的直径φ188mm
d—中间轴直径φ155mm
6、联轴节法兰厚度的校核
中间轴法兰厚度为50mm，取联轴节法兰厚度为50mm，中间轴直径d=φ155，20%×d=31mm,
而联轴节紧配螺栓直径df=φ36，所以联轴法兰厚度满足规范要求。联轴节法兰根部的过渡圆角半径应不小于联轴节处实际轴径的8%，8%×ds=0.08×220=17.6，取过渡圆角半径R=18mm。
轴系计算书通用
d f 15 .92
d
N e 10 6 mm ne DZ b
f 20.1
k 315 Wr m 425 / 220 m
4
M
m
530 P
25 m
共 7页 第3 页
由 艉a
=c =
0.57 m 0.68 m
b =d 0.80 m = 0.7 m
L 1 2.3 m
艉
轴法
k
兰
64 g
k 104.8 g
3 .后
f
606.50
ZM
W
σ
σW
σW z σ Ss Z〔
N · Mm P aM MP
MW
(RBZ GZ 2 g qz
f )2
GZ
ge
W
32M W 103 dz3
取
211.37 1.62 29.40
P z ( y w w1)2 3 z 2 57.56
aM P
已 知S
Z
264.90 4.60
标 记
数量
修改单 号
签字
日期
编制
校对
审核
标检
审定
630kW多用途工作船 轴系计算书
总面积m 共 7 页 第 1 页
630kW多用途船轴系计算书
一 、
二 、2
.
2 . 2 .
主 机主 机齿 轮轴 第轴 系螺 旋螺 旋
中
d
FC3
Ne ne
560 b 160
式间
= 93.74
中
F
C N
n
σ本
m
船中
130 m m
F
N
因
M
推
轴设计计算书
主副轴强度校核一、 轴承受的负载， R2V910型柴油机(额定转速3600rpm 与3000rpm 两种，其额定功率分别为14.5Kw 和15Kw 最大扭矩为52Nm/2600rpm)．二、 主轴强度校核1、 按转矩初步估算轴径选择材料为40Cr ，经调质处理。
查（机械设计手册第5版第3卷）由表12.1-1（P12-4）查得材料的力学性能如下：抗拉强度：b σ=750Mpa 屈服点：s σ=550 Mpa 弯曲疲劳极限：1σ-=350 Mpa 扭转疲劳极限：1τ-=200 Mpa根据表12.3-1（P12-19）公式初步计算轴径，由于材料为40Cr ，由表12.3-2选取A=99，则得min d =333.52899290P A n =⨯=22.77mm 考虑装摩擦式离合器需加键，需将轴径增加，故轴径调整为22mm 。
考虑动载荷及过载，取离合器工况系数（P15-114）K=2.5,离合器接合频率系数m K =1，离合器滑动速度系数V K =0.68.c m VKT T K K ==2.539.7810.68⨯⨯=146.25N m 2、 轴的结构设计如下图所示，根据轴的受力，选取6305及16005轴承，轴制面齿轮轴，轴的另一端加工为外花键、轴的中断与宝塔齿空转，其具体尺寸见图。
3、 轴上受力分析轴传递的转矩为：1T =9549000p n =112300N.mm 伞齿轮段的圆周力：t F =112T d =21161699 3.5/cos 0⨯⨯︒=7375.8N 伞齿轮段的径向力：tan tan 207375.8cos cos0r t F F αβ︒==⨯=︒2684.6N伞齿轮段轴向力为零。
伞齿轮段的承受的最大扭矩T=112.3Nm=112300Nmm(数据来源设计计算书) 宝塔齿的圆周力：t F 宝=12T d =214080080.5⨯=3498N 宝塔齿段作用于轴上的径向力：tan tan 203498cos cos 0tr F F αβ==⨯宝塔=1273N,轴向力为零。
OCL401-401-02JS-轴系强度计算书-0
轴系强度计算书
1. 基 本条 件 1.1 主机 及齿
序号
名称
1 主机型号 2 主机额定功率
3 主机额定转速
4 齿轮箱型号
5 实际减速比
1.26 齿轮箱效率 轴系 材料
序号
名称
1 材料牌号
2 抗拉强度下限
2. 3轴 屈服强度下限 系直 径的
序号
名称
1 轴传递的额定功率
2 轴传递Ne时的转速 3 螺旋桨轴系数
Mn N.cm
Ww cm3
τk N/cm2
T
N
Ft cm2 бy N/cm2
955?Nm?i ?h ? 103 Mn
nm
Ww
3.14
d
3 w
16
τk = Mn/Ww 总体提供
Ft = πdw2/4
бy = T/Ft
12 合成应力 螺旋桨及轴重量引起的弯曲应力
13 系数 14 应力 15 螺旋桨轴材料屈服强度 16 安全系数 17 许用安全系数
K
n k
n p 3
n p L 2
0 m 1 a 0 x 0 ％ •
gE I
q
l
序号
名称
1 主机额定功率
代号 单位 Nm kW
型号或说明
2 主机额定转速 3 齿轮箱效率
nm r/min η
4 实际减速比
i
5 螺旋桨轴基本轴径
dw cm
6 螺旋桨轴扭矩
7 螺旋桨轴截面模数
8 主机扭矩引起的剪应力 9 螺旋桨推力 10 螺旋桨轴截面积 11 压缩应力
4 190.00 2.02
数值
520.00 20.00 140.00 120.00 18.65 74.00 33.72 2400.00
46M《轴系强度计算书》
按规范要求：BL≥ dz3/2.6dm，满足要求。 名 紧配螺栓数目 节园直径 螺栓材料的抗拉强度 紧配螺栓直径 称 代 号 单 位 Z D Rmb df mm Mpa mm 计 算 公 式 及 来 源 已 知 已 知 已 知 df≥0.65
d z 3 ( Rm 160) DZRmb
（2）、联轴节螺栓直径计算： 数 8 200 530 15.47 22.5 据
JHC4046C-401-02JS
共 第
3 2
页 页
根据《钢质内河船舶建造规范》（2009）等相关要求，计算按下表： 计 算 公 式 及 来 源 已 知 已 知 已 知 数 300 1200 3.50 343 0.98 294.00 1.00 1.26 480 90.87 114.49 120 据
na/i
三、螺旋桨键 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 轴材料抗拉强度 中间轴最小直径 键的宽度 键的实际长度 键的有效长度 键槽前端到轴锥部大端距离 键中部处轴直径 键受剪切的有效面积 键受剪切的有效面积最小值 r r' l l' 称 代 号 单 位 σ
b
计 算 公 式 及 来 源
数 480/2.35dm，满足要求。 11 键槽底部圆角半径 12 实际取键槽底部圆角半径 13 桨轴键螺钉孔距离位置 14 实取桨轴键螺钉孔距离位置 四、艉轴承长度确定 序号 1 2 3 名 称 代 号 单 位 Lw mm 计 算 公 式 及 来 源 ≥2dc（计算轴直径） 数 229.0 据 艉轴承长度(白合金) 实取艉轴前轴承长度165mm。 实取艉轴后轴承长度330mm。 mm mm mm mm
46M 货船
标记 数量 修改单号 签字 日期 编制 李蓉珍 校对 邹建军 标检 审核 日期 2009.11 审定
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档案号
23.6m交通艇旧底图号
轴系计算书HX4118-401-03JS
新底图号标记数量修改单号签字日期
编制签字
校对签字总面积共4页第1页日期签字审核签字 cm2
标检签字泰州市高港区鸿翔船舶工程
有限公司审定日期
1 已知条件：
主机型号： G128ZLCa4 额定功率： 257kW 额定转速： 1800r/min 齿轮箱型号： 300 减速比： 5.5：1 轴系材料： 35#锻钢 轴系材料抗拉强度： 530N/mm 2
2 按《国内航行海船建造规范》（2006）计算 2.1 轴径计算
按《规范》11.2.2.1中间轴及艉轴直径d 应不小于按下式计算的值： 3
)
160(560
100+⨯⨯=m e e R n N K d mm
式中: Ne ——轴传递的额定功率，257kW n e ——轴传递Ne 时的转速，327r/min
K ——系数，K 1=1.26(螺旋桨轴),K 2=1.0(中间轴)
R m ——轴材料的抗拉强度，本船轴材料选用35#锻钢，R m 取530 N/mm 2 螺旋桨轴的基本直径为: 3)
160530(327560
25726.1100+⨯⨯⨯⨯=d
=108.46 mm
中间轴基本直径： 3
)
160530(327560
2571100+⨯⨯⨯⨯=d
=86.08 mm
本船仅设一根艉轴，实取艉轴直径d z =110 mm 。
2.2 艉轴管后轴承长度计算
后轴承材料为白合金轴承，按《规范》11.2.5.1（2）的要求，轴承长度不小于规范所要求的
螺旋桨直径的2倍或实际直径的1.5倍，取其较大值。
规范所要求的螺旋桨直径的2倍为： 108.46×2=216.92mm ，实际直径的1.5倍为：110×1.5=165mm ，实取250mm ，满足要求。
2.3 联轴器及螺栓计算
根据《规范》11.3.2.1（1），法兰联轴器的法兰厚度应不小于d e 计算值的20%，且不能小于与
轴材料抗拉强度相等的联轴器紧配螺栓的直径。
法兰根部的过滤圆角半径应不小于联轴器处实际轴径的8%。
根据《规范》11.3.3.1，联轴器紧配螺栓直径不小于下式计算之值：
mb
m e f DZR R d d )160(65.03
+= mm
式中: d e ——中间轴计算直径，86.08mm
R m ——轴材料的抗拉强度，R m 取530 N/mm 2 D ——节圆直径，180mm Z ——紧配螺栓数目，8只
R m b ——螺栓材料的抗拉强度，R m b 取530 N/mm 2
5308180)
160530(08.8665.03⨯⨯+⨯⨯=f d
=15.61 mm
法兰联轴器的法兰厚度应不小于15.61mm ，且不小于：d e ×20%=86.08×20%=17.2mm ，实取20mm 。
法兰根部的过滤圆角半径应不小于：d 实际×8%=110×8%=8.8mm ，实取10mm ，满足要求。
本船实取联轴器铰配螺栓直径为Φ18mm ，8只，满足要求。
2.4 联轴器键的计算
按《规范》11.3.2.2键受剪切的有效面积应不小于下式计算之值：
m
e d d
BL 6.23
=
式中: B ——键宽，mm
L ——键的有效长度，mm d e ——中间轴计算直径，86.08mm d m ——键中部处直径，102mm
mm BL 2405102
6.208.863
=⨯=
本船实际选用A 型平键28×100，GB1096-79，其BL=2800mm 2，满足要求。
2.4 螺旋桨轴键的计算
按《规范》11.4.4.3键受剪切的有效面积应不小于下式计算之值：
m
e
d d BL 35.23
=
式中: B ——键宽，mm
L ——键的有效长度，mm d e ——中间轴计算直径，86.08mm d m ——键中部处直径，102mm
mm BL 96.2660102
35.208.863
=⨯=
本船实际选用A 型平键28×100，GB1096-79，其BL=2800mm 2，满足要求。