内河船舶轴系扭振计算

化 成一 个 由主 动端 （ 体 ） 量 与被 动 端 （ 性 轮 ） 壳 惯 惯
惯 量一 半 组成 的 当量惯 量 ， １个 质量 点 。 即 １ ２ 弹性 联轴 器 ． 弹性 联 轴 器 的 主 、 动部 分 应 分 作 为 ２个 质 量 从
点 ， 刚度 值 应取 厂家 提供 的动态 扭转 刚度 。 其
典 型 内河船 舶 主推 进 轴 系 一般 由 主机 （ 括 减 包 振 器 ） 高 弹性联 轴 器 、 轮 箱 、 、 齿 中间 轴 、 轴 和 螺 旋 尾
齿轮箱主、 动部分示 意图见图 ２ 从 。首 先 看 从 动 部分 的刚度 应作 如 何 转 化 ， ２的左 侧 表 示 一 对 图 以齿轮 联 系 的 轴 ， 动 轴 转 速 为 Ｆ ， 动轴 转 速 为 主 ／从 ，
第 ３ 卷第 ３期 ６
２１ ０ ０年 ９月
湖
南
交
通
科
技
Ｖｏ１３ ． ． ６ Ｎｏ ３ Ｓ ｐ． ０１ ｅ ２ ０
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文章编 号 ： ０ ８ ８ ４ ２ １ ） ３０ 卜０ １ ０ —４ Ｘ（０ ０ ０ — １ １ ３
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— ＿ — ＿
对齿 轮箱 之后 的部件 ， 括 中间轴 、 轴 和螺旋 包 尾
２来自百度文库
桨 等 ， 惯量或 刚度 均应 按上述 原 则进行 速 比转换 。 其
２ 螺 旋 桨 转 动 惯 量 计 算
Ｉ ｃ
螺旋 桨 的转 动惯 量对 系统 单节 固有频 率影 响较
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１ ３ 齿轮 箱 ．
的， 当轴 系 在较 大振 动扭 矩／ 应力 的共 振 转速 或非 共
振 转速 附 近长期 运 转 时 ， 能 引起 曲轴 、 可 中间 轴 、 尾 轴 等 的扭断 ， 轮箱 轮齿 问撞 击 、 齿 齿面 点蚀 及严 重 时 的断齿 ， 轴器 连 接 螺栓 切 断 等 严 重 后 果 ， 联 因此 ， 各 国船检 机构 对船 舶轴 系扭 振 计算 都有 明确规定 。 ¨
图 实际 ， 阐述 了内河 船舶 轴 系当量 系统转 化 、 螺旋 桨 转 动 惯 量计 算 、 杂轴 刚 度 计 算等 应 注意 复
的 问题和采取的方法， 并编制 了轴 系 扭振参数计算程序 ， 根据 大量计算得 出了一些结论， 对船
舶 轴 系扭 振 计 算具有 一 定 的参考 意 义。
关键 词 ：内河船 舶 ； 系 ； 振计 算 ；当量 系统 轴 扭
Ｍ ｌ ｎ ２
．
桨 组成 ， 图 １ 见 。
、 。
分别代 表 主 动轴 和从 动轴 的扭 转 刚度 。２个齿 轮 传
１减振器； ２ 主机 ； 一 －
３ 飞轮； ４ 高弹联轴 － －
５ 齿轮箱 ； ６ 中间轴 ；７ 一 一 一尾轴；８ 螺旋浆 －
在 扭 转
变形 ０ 为 ： ：
Ｉ
ｅ
ＫＣ Ｂ
—
大， 因此需较为准确地计算其转动惯量 ， 由于螺旋 但
桨 叶片形 状复 杂 ， 算其 转 动 惯 量 较 为 困难 。一 般 计 地 ， 用 改进后 的 当量 圆盘 法计 算 桨 叶 惯 量 比较 方 使
Ｍ、 ０ ２
Ａ Ｃ
的作 用 下 ， 动 轴 所 产 生 的扭 转 角 从
图 １ 典型 内河船舶轴 系
（） ２
１ 当量 系 统 转 换
１ １ 减 振 器 ．
假 定 轴 系产 生 扭转 振 动 时 ， 齿 轮 的 啮合 面 没 两
有脱 离 ， 啮合 点 的轴 向弧 长位 移相 同 ， 主 动轴 和从 则 动轴 在齿 轮处 产生 的扭 转 角 变 形 ０ 和 ０ 问应 符 之 合下 列关 系 ：
ｌ２ １
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３ ６卷
应 用式 （ ）可 得 ： ４，
ｌ
（ 一１ｔ ８
“ｌ
＝
＝
∞ （） ６
（８— ８）＝ １ １１
ｌ １
＝ 艘
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上式 说 明 ， 比为 ｉ 变 速 系统 转 化 为 以 主动 速 的 轴转 速旋 转 的系统 时 ， 动 轴 系 统 的转 动 惯 量要 改 从 变 倍 。
中图分 类号 ： ６ ． １ Ｕ ６ ４ ２ 文献标 识 码 ： Ｂ
０ 引 言
船 舶 轴 系在 发 动 机 、 旋 桨 等 周期 性 扭 矩 激 励 螺
下 出现 绕其 纵轴 产 生 扭 转 变 形 现 象 ， 为 轴 系 扭 转 称
振 动 。轴 系扭转 振 动 引起 的振 动 扭 矩／ 力 是 交 变 应
／， ／ 则减 速 比 （ 减 速 齿 轮 箱 ） ＝＇ ， 动 轴 的扭 矩 ， 对 ｉ ｏ主 ２
， ｌ
通 过齿 轮 Ｂ 传递 给 从 动 轴 的齿 轮 Ｂ ， 、 ， 、。 ， 、 ， 分别代 表 两根 轴 上 所 装 齿 轮 的 转 动惯 量 ，
递 的扭 矩 、 有 如下关 系 ：
内河 船舶 轴 系扭 振 计 算
周
（． １ 湖南省地方海事局 ，湖南 长沙
成 ，甘少炜
４ ０２ ） ３ ０２
４ ００ １０ ５； ２ 中国船级社 武汉规范研究所 ，湖北 武汉 ．
摘
要 ：船 舶 轴 系扭 转 振 动计 算是船 舶 设 计 、 图纸 审 查 工作 中的一 项 重要 内容 。 结合 审
０ｌ Ｄ２ ｎ１
— —
对 弹性 扭 振 减 振 器 （ 卷 簧 减 振 器 、 胶 减 振 如 橡
器 等 ） 其 主 、 动 惯 性 轮 应 分作 为 ２个 质 量 点 ， ， 从 刚
度值取减振器 中弹性元件 的动态刚度值 ； 对硅油减 振器 ， 如果厂家提供 了主、 被动端惯量和刚度值 ， 则 可转化 为 ２个质 量 点 ， 果仅 提供 了惯量 值 ， 可 简 如 则
＝
— —
＝
—
—
０ Ｄ１ ｎ ２ ２
（） ３
式中 ｎ 、 ｎ 分别代表齿轮 Ｂ 和 Ｂ 的节 圆直径。
收稿 日期 ：２ １—７２ ０ ００ — １ 作者简介 ：周 成 （９ ２ ）， ， １８ 一 男 工程师 ， 主要从事船 舶检 验管理 、 船舶 审图及 船用产品检验等工作。