船舶尾轴设计

广东海洋大学船舶动力装置课程设计（2014～2015学年第1学期）

所在专业：轮机工程（陆上）

所在班级：陆上1111

学生学号************

学生姓名：***

指导教师：***

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 气缸直径：760 毫米 活塞行程：1600 毫米 缸数： 6

持续功率：6190 马力 持续转速：124 转/分 1小时功率：7650 马力 1小时转速：130 转/分 主机飞轮重：1.32 吨

2.螺旋浆

直径：5490 毫米 重量：9.6吨. 3.设计航速：15节

（二）中间轴基本直径（按1983年钢质海船规范）

1.中间轴材料

选用35CrMoA

35CrMoA 有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr 高，高温下有高的蠕变

强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件 。 ●力学性能：

σb=70公斤/平方毫米，MPa s 835=σ，δ

=15%，Ψ=45%，HB=217-255。

●热处理规范及金相组织：

热处理规范：淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。

2.中间轴基本直径d

090d =

式中，N —轴传递的额定功率（马力），取N=6190马力 n —轴传递的转速，取n=124转/分

σb —轴材料的抗拉强度，公斤力/毫米2，取σb=70公斤力/毫米2 c —系数，根据《船舶设计实用手册》轮机部分表3-2-1，取c=1.0

4

.37218706212461900.1903

0=⎪⎭

⎫

⎝⎛+⨯=d 毫米 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=372.4+18.6=391 毫米 现取d=440毫米，轴承处的轴径d=450毫米。

螺旋浆轴径计算：

仍按上述中间轴径d 计算公式计算，根据《船舶设计实用手册》轮机部分表3-2-1，c=1.26，

故螺旋浆轴的计算基本直径p d 为：

p d =d ×1.26=372.4 ×1.26=469.2 毫米 故d 取480mm 。

推力轴轴径计算：

仍按上述中间轴径d 计算公式计算，根据《船舶设计实用手册》轮机部分表3-2-1，c=1.1 则

d=372.4×1.1=409.6毫米 按冰区级别为B Ⅱ级进行加强，取增加5% d 0。 d=409.6+0.05d= 430毫米 取推力轴轴径d=460 mm

查表得推力环轴径为860 mm

推力环厚度为0.4d=184，取厚度为190 mm

（三）轴承负荷计算 1.轴承负荷图的有关数据

（1）螺旋浆轴：按有关线图查得重量系数ψ=1.05，则螺旋浆轴的单位长度重量：

22

0.4801.057.8 1.4844

p

d q ππψγ⋅⨯=⋅⋅=⨯⨯= 吨力/米

（2）中间轴：按有关线图查得重量系数ψ=0.99。

2

0.4400.997.8 1.174

q π⨯=⨯⨯= 吨力/米

（3）推力轴：按图纸算得q=1.04吨力/米。 2.轴段惯性矩

（1）螺旋浆轴：4430.480 2.60106464p I d ππ-==⨯=⨯ 米4

（2）中间轴：4430.440 1.83106464

I d ππ-==⨯=⨯ 米4

（3）推力轴：4430.460 2.19106464

I d ππ-==⨯=⨯ 米

4

3.轴段负荷简图：

4.各轴段相对刚度

计算各轴段刚度时，忽略铜套影响，取弹性模量E 均相等。 相对刚度分别为：

3

32.60100.712103.65

BC I k L --⨯===⨯

而

3/4k BC =0.5343

10

-⨯

3

32.60 1.925 1.83(6.635 1.925)100.309106.635 6.635

CD k --⨯+⨯-=⨯=⨯

3

31.83100.3106.1

DE EF k k --⨯====⨯

3

31.83100.402104.55

FG k --⨯==⨯

3

3

1.831.6

2.19 1.445100.65710

3.045 3.045

GH k --⨯+⨯=⨯=⨯

5.各节点的分配系数

1BC μ=（因属简支） 3/40.5340.633

3/40.5340.309

BC CB BC CD k k k μ===++ 0.309

0.3663/40.5340.309

CD CD

BC CD k k k μ===++ 0.3

0.4920.3090.3

DE DE CD DE k k k μ===++

其余各节点的分配系数为：

507

.0=DC u 0.5;ED μ= 0.5;EF μ= 0.427FE μ=

0.572;FG μ=0.379;GF

μ=

0.620;GH μ= 0HG μ=

6.各跨距端点的固定弯矩

根据材料力学或结构力学的弯矩表中有关公式求得，并将其填入“不平衡弯矩传递分配表”。