(完整版)船舶动力装置轴系设计计算

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船舶轴系校中计算书

尾管斜膛孔数据
尾管后轴承长度艉管后轴承支点距后端面距离尾管后轴承间隙艉管最大斜度艉管平均斜度
艉管不需进行斜膛孔
:
1000.0
:
1275.0
:
1.1
:
1.1E+00
: 5.14E-02
轴承序号
2
mm mm mm mm mm
Ver.0601 70088 浙江欣海船舶
COMPASS
SRM04
船舶轴系校中计算程序 ( Ver. 0201 ) - 70088
变位 ( mm )
0.0000 0.0000 -0.3450 -0.3700
转角 ( rad )
1.5018E-04 -1.3249E-04 -7.4741E-05 -5.8285E-05
反力 ( k.N )
22.678 8.277 3.952 7.231
20%轴段重量 ( k.N )
1.909 3.530 2.593 0.226
单元材料序号
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ver.0601 70088 浙江欣海船舶
F
0.00
0
材料数据
材料序号
1 2 3
弹性模量(N/mm^2)
2.060E+11 2.060E+11 2.060E+11
PAGE 3
单元号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

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。

(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。

船舶传动轴计算

目的和意义
随着船舶动力系统的不断发展，对传动轴的性能要求也越来越高。
精确的传动轴计算能够确保船舶的安全运行，提高推进效率，降低能耗和维护成本。
正确的计算方法对于船舶设计、建造和运营具有重要意义。
02
船舶传动轴概述
船舶传动轴的定义和作用
定义
船舶传动轴是船舶动力系统中的重要组成部分，用于连接船舶发动机和推进器，传递扭矩和功率。
03
船舶传动轴的计算方法
传动轴的直径计算
总结词
根据船舶的功率和转速，以及轴的材料和许用应力，计算出轴的最小直径。
详细描述
在确定船舶传动轴的直径时，需要考虑船舶的功率、转速、轴的材料以及许用应力等因素。通常采用经验公式或有限元分析方法进行计算，以确保轴的强度和刚度满足要求。
传动轴的转速计算
总结词
详细描述
在计算传动轴的扭转应力时，需要考虑轴上的扭矩、截面尺寸、轴的材料以及许用应力等因素。通常采用材料力学公式或有限元分析方法进行计算，以确保轴的扭转应力在允许范围内，并保证轴的强度和刚度。
传动轴的振动计算
总结词
根据轴上的动态载荷和支撑条件，以及轴的材料和阻尼特性，计算出传动轴的振动频率和振幅。
作用
船舶传动轴的作用是将发动机产生的扭矩和功率传递给推进器，以推动船舶前进。同时，传动轴还可以通过变速和转向装置实现船舶的变速和转向控制。
船舶传动轴的种类和特点
种类
根据不同的分类标准，船舶传动轴有多种类型。按照结构形式可分为整体式和分段式；按照材料可分为钢、铸铁、铜合金等。
特点
整体式传动轴结构简单，易于安装和维护；分段式传动轴可以根据需要灵活配置，适用于大型船舶。钢制传动轴强度高、耐腐蚀性好；铸铁传动轴成本低、易加工；铜合金传动轴导热性好、可用于高速转动。

船舶轴系扭振计算的.doc

船舶轴系扭振计算1 已知条件轴系原始资料2 当量系统2.1惯量计算（或给定）2.2 刚度计算（或给定）2.3 当量系统转化，即将系统转化成惯量－刚度系统，并给出当量系统图以及相关参数（见表）当量系统参数3 固有频率计算（自由振动计算并画出振型图）Holzer表4 共振转速计算5强迫振动计算(动力放大系数法的计算步骤)步骤1：激励计算步骤2：计算第1惯性圆盘的平衡振幅步骤3：计算各部件的动力放大系数步骤4：求总的放大系数dr s p e Q Q Q Q Q Q 111111++++= 步骤5：计算第1质量的振幅A ＝Q ×A 1st步骤6：轴段共振应力计算101,A k k ⋅=+ττ步骤7：共振力矩计算步骤8：非共振计算22221111⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ccst n n Q n n A A步骤9：扭振许用应力计算（按CCS96规范）步骤10：作出扭振应力或振幅－转速曲线能量法计算步骤：步骤1 相对振幅矢量和的计算（如为一般轴系，可省略）步骤2 激励力矩计算M v （若为柴油机轴系，方法同动力放大系数法步骤1；若为一般轴系，则已知条件给定）步骤3：激励力矩功的计算 ∑=k T A M W απν1 步骤4：阻尼功的计算各部件的阻尼功部件外阻尼功的计算：步骤5：阻尼力矩功W c 的计算(为系统各部件总阻尼功之和)+++++=cr cs cp cd ce c W W W W W W步骤6：求第1质量振幅A1 cT W W A =1 步骤7－11同动力放大系数法步骤6－10 强迫振动计算结果表：6 一缸不发火的扭振计算1）不发火气缸的平均指示压力近似为零，相应的气体简谐系数为bv ；其他气缸的平均指示压力pimis 为：i im is p z zp 1-=N/mm2；式中：z-气缸数,pi 按前面计算公式计算。

2）相应的Cimis 为：v imis v imisb p a C +=3）一缸不发火影响系数为:∑∑=aC a C misimisνγ式中：Cv 、Cvmis ——分别为正常发火与一缸不发火时的简谐系数；∑a 、∑misa 分别为正常发火与一缸不发火时的相对振幅矢量和，其中∑mis a 按下式计算： ∑∑∑==+=z k z k k k k k k k mis a a a 112,12,1)cos ()sin (νζβνζβ不发火缸vmiskC b νβ=，其他气缸为1；4）一缸不发火的振幅、应力和扭矩：第1质量振幅为： 11A A mis γ=轴段应力为：1,!,1++=k k k misk γττ齿轮啮合处振动扭矩为：G gmis T T γ=弹性联轴器振动扭矩为：R rmisT T γ=7 柴油机激励的不均匀柴油机各缸在允许误差范围内存在各缸负荷不均匀情况。

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。

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%。

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

船舶轴系扭振计算

船舶轴系扭振计算1 已知条件轴系原始资料2 当量系统2.1惯量计算（或给定）2.2 刚度计算（或给定）2.3 当量系统转化，即将系统转化成惯量－刚度系统，并给出当量系统图以及相关参数（见表）当量系统参数3 固有频率计算（自由振动计算并画出振型图）Holzer表4 共振转速计算5强迫振动计算(动力放大系数法的计算步骤)步骤1：激励计算步骤2：计算第1惯性圆盘的平衡振幅步骤3：计算各部件的动力放大系数步骤4：求总的放大系数dr s p e Q Q Q Q Q Q 111111++++= 步骤5：计算第1质量的振幅A ＝Q ×A 1st步骤6：轴段共振应力计算101,A k k ⋅=+ττ步骤7：共振力矩计算步骤8：非共振计算22221111⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ccst n n Q n n A A步骤9：扭振许用应力计算（按CCS96规范）步骤10：作出扭振应力或振幅－转速曲线能量法计算步骤：步骤1 相对振幅矢量和的计算（如为一般轴系，可省略）步骤2 激励力矩计算M v （若为柴油机轴系，方法同动力放大系数法步骤1；若为一般轴系，则已知条件给定）步骤3：激励力矩功的计算 ∑=k T A M W απν1 步骤4：阻尼功的计算各部件的阻尼功部件外阻尼功的计算：步骤5：阻尼力矩功W c 的计算(为系统各部件总阻尼功之和)+++++=cr cs cp cd ce c W W W W W W步骤6：求第1质量振幅A1 cT W W A =1 步骤7－11同动力放大系数法步骤6－10 强迫振动计算结果表：6 一缸不发火的扭振计算1）不发火气缸的平均指示压力近似为零，相应的气体简谐系数为bv ；其他气缸的平均指示压力pimis 为：i imis p z zp 1-=N/mm2；式中：z-气缸数,pi 按前面计算公式计算。

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。

船舶轴系扭振计算(精)

船舶轴系扭振计算1 已知条件轴系原始资料2 当量系统2.1惯量计算（或给定） 2.2 刚度计算（或给定）2.3 当量系统转化，即将系统转化成惯量－刚度系统，并给出当量系统图以及相关参数（见表）当量系统参数3 固有频率计算（自由振动计算并画出振型图）Holzer表4 共振转速计算5强迫振动计算(动力放大系数法的计算步骤) 步骤1：激励计算步骤2：计算第1惯性圆盘的平衡振幅步骤3：计算各部件的动力放大系数步骤4：求总的放大系数1Q=1Qe+1Qp+1Qs+1Qr+1Qd步骤5：计算第1质量的振幅A＝Q×A1st步骤6：轴段共振应力计算τk,k+1=τ0⋅A1步骤7：共振力矩计算步骤8：非共振计算A1=⎡⎢1-⎢⎣A1st2⎛n⎫⎤1 ⎪⎥+2 n⎪Q⎝c⎭⎥⎦2⎛n⎫⎪ n⎪⎝c⎭2步骤9：扭振许用应力计算（按CCS96规范）步骤10：作出扭振应力或振幅－转速曲线能量法计算步骤：步骤1 相对振幅矢量和的计算（如为一般轴系，可省略）步骤2 激励力矩计算Mv（若为柴油机轴系，方法同动力放大系数法步骤1；若为一般轴系，则已知条件给定）步骤3：激励力矩功的计算WT=πMνA1∑αk 步骤4：阻尼功的计算各部件的阻尼功部件外阻尼功的计算：步骤5：阻尼力矩功Wc的计算(为系统各部件总阻尼功之和)Wc=Wce+Wcd+Wcp+Wcs+Wcr+步骤6：求第1质量振幅A1 A1=WTWc步骤7－11同动力放大系数法步骤6－10 强迫振动计算结果表：6 一缸不发火的扭振计算1）不发火气缸的平均指示压力近似为零，相应的气体简谐系数为bv；其他气缸的平均指示压力pimis为：pimis=zz-1pi N/mm2；式中：z-气缸数,pi按前面计算公式计算。

2）相应的Cimis为：Cimis=avpimis+bv3）一缸不发火影响系数为:γ=Cimis a∑mis Cν∑a式中：Cv、Cvmis——分别为正常发火与一缸不发火时的简谐系数；∑ a、∑amis分别为正常发火与一缸不发火时的相对振幅矢量和，其中∑amis按下式计算：∑ amis=zz(∑βkaksinνζk=1)+(∑βkakcosνζ1,kk=12) 1,k2不发火缸βk=bνCvmis，其他气缸为1；4）一缸不发火的振幅、应力和扭矩：第1质量振幅为：A1mis=γA1轴段应力为：τ1misk,k+!=γτk,k+1齿轮啮合处振动扭矩为：Tgmis=γTG弹性联轴器振动扭矩为：Trmis=γTR7 柴油机激励的不均匀柴油机各缸在允许误差范围内存在各缸负荷不均匀情况。

(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 。

船舶轴系设计与计算

0.2l
30
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
2011年5月16日星期一
27
可拆联轴器与中间轴艉端法兰紧配螺栓的计算
2011年5月16日星期一
28
设计主要内容
• 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
2011年5月16日星期一
29
中间轴承的位置与间距
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
18
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：
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

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。

轴系计算书

2
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

轴系计算书

4、联轴节螺栓强度校核
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
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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

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 ）。