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第二章 船舶轴系布置及设计 —— 熊振林 学习目标 知识目标 1、正确叙述和理解船舶推进装置的型式及特点； 2、正确理解和掌握船舶轴系的布置设计及结构设计； 3、熟悉船舶轴系的材料及性能。 能力目标 1、会根据船舶用途、航区、选择推进装置的型式； 2、会进行船舶轴系的布置设计； 3、会正确选用船舶轴系的材料。 主要内容 推进装置型式及其特点 船舶轴系的任务、组成、及设计要求 船舶轴系的布置设计 传动轴的计算及强度校核 传动轴的结构设计 传动轴承及尾轴管装置 船舶轴系附件 轴系材料 推进装置的组合选择 ? 按船舶用途、种类与要求 ? 按主机总功率的大小 ? 按船舶航区的吃水深度 ? 按推进装置的经济性 推进装置的组合选择 推进装置的组合 船舶推进装置的发动机与传动设备的组合，可分为下列五类： 1、柴油机推进装置：低速柴油机直接传动式；中、高速柴油机齿轮减速器式；中、高速柴油机电传动式。 2、汽轮机推进装置；汽轮机齿轮减速器式；汽轮机电传动式。 3、燃气轮机推进装置：燃气轮机齿轮减速器式；燃气轮机电传动式。 4、联合式推进装置：柴油机燃气轮机齿轮减速器式；燃气轮机汽轮机齿轮减速器式。 5、核动力推进装置：汽轮机减速器式；汽轮机电传动式。 直接传动推进装置 直接传动是主机直接通过轴系把功率传给螺旋桨的传动方 式，在主机与轴系中无其它传动设备，在任何工况下，螺 旋桨与主机具有相同的转速与转向。 间接传动 间接传动是通过传动设备（机械的、电动的或液动 的），使主机与轴系连接在一起的一种传动方式。 主推进装置形式 推进装置的形式 柴油机动力装置 *可调螺距螺旋桨（调距桨）装置 在部分负荷下能有较好的经济性； 能适应船舶阻力的变化，充分利用主机的性能； 主机或减速齿轮箱不必设换向装置，使其结构简化； 可提高船舶的机动性和操纵性； 有利于驱动辅助负载。 可调螺距螺旋桨（调距桨）装置 电力传动推进装置 电力传动是主机驱动主发电机发电，然后网，再由电网供电给电动机驱动螺旋 桨的一种传动型式。主机和螺旋桨间没有机械联系，机、桨可任意距离布置。 电力传动推进装置 Z型传动推进装置 Z型传动推进装置 特点： 1、操纵性能好，螺旋桨的推力方向可以自由变化，使船舶操纵性优于其它传动型式。 2、可以省掉舵尾柱和尾轴管结构，使船尾形状简单，船体阻力减小。 3、可以使用重量轻、体积小的中、高速柴油机，不需要单独的齿轮减速装置，不需要主机有换向机构，可以延长柴油机的使用寿命。 4、由于这种装置垂直悬挂在船尾，吊装维修方便。由于结构上的原因，传动功率受到一定限制，适用于狭窄航道的小型船舶。 推进装置的组合选择 ? 按船舶用途、种类与要求 ? 按主机总功率的大小 ? 按船舶航区的吃水深度 ? 按推进装置的经济性 主机的选型论证分析 主机选型是根据设计任务书中的技术要求以及船体 设计所提供的资料来进行的。 主机选型和螺旋桨的设计密切相关，包括推进装置 设备的选型等。 实际上是通过船、机、桨匹配计算和分析选定螺旋 桨参数和主机型号，在满足设计技术要求（如航速、 桨径、转速、功率）的基础上，同时考虑重量、尺 寸、油耗、造价、可靠性、可维度、使用寿命、吊 缸高度、振动等前提下，从而选择一套从主机到螺 旋桨的最佳的推进装置。 匹配设计的两个阶段 初步匹配设计 – 已知船舶主尺度 – 船体的有效功率曲线Pe(V) – 船舶要求的航速Vs – 螺旋桨的直径D或转速n 匹配设计的两个阶段 终结匹配设计 – 主机的功率与转速 – 船舶的有效功率曲线 – 传动设备与轴系的传送效 率ηs， – 桨的收到功率Pd – 船身效率ηh等 主机选型中考虑的问题 重量与尺寸 功率与转速 燃油与滑油 主机的造价、寿命及维修 振动与噪声 柴油机的热效率和燃油消 耗率 各类船舶与各类柴油机动力装置的配合要点 1、大、中型货船（散货船、油船、集装箱船）的要求：安全可靠，运行经济性高。 配置方案：低速机+定距桨 2、中小型货船，特别是中小型集装箱船的要求：除安全可靠经济性高外，考虑主机高度、船上运装更多的集装箱。 配置方案：中速机+减速箱+定距桨 3、客船（车客渡船、调查船等）的要求：安全性、操纵性、设置双桨。 配置方案：中速机*2+定距桨 4、政务船（渔政船、海监船）的要求：具有尖峰负荷的功能。 配置方