船舶动力装置课程设计---轴系计算说明书.docVIP

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  轴系计算 (一)、概述 本船设单机单桨。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，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 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400/460 mm 最大功率（MCR）4400×520 kW；rpm 持续服务功率3960×520 kW；rpm 燃油消耗率186 +5% g/kW·h 滑油消耗率1.4 g/kW·h 起动方式压缩空气 3~1.2MPa 生产厂陕西柴油机厂 2.2齿轮箱： 型号GWC66.75 减速比2.986：1生产厂杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 2.3轴： 材料35#钢抗拉强度530 MPa 屈服强度315 MPa 2.4键： 材料45#钢抗拉强度600 MPa 屈服强度355 MPa 5．螺栓： 材料35#钢抗拉强度530 MPa 屈服强度315 MPa (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： 名 称 代号 单 位 公 式 数 值 1 轴传递的额定功率 Ne kW 已知 4400 2 主机额定转速 n r/min 已知 520 3 齿轮箱减速比 i 已知 2.986 4 轴传递Ne时的转速 ne r/min n/i 174.15 5 中间轴系数 查《钢内规》表8.2.2.1（1） 1. 6 螺旋桨轴系数 查《钢内规》表8.2.2.1（） 1. 7 轴材料抗拉强度 Rm MPa 已知 530 8 中间轴最小直径 d mm 274.13 9 螺旋桨轴直径 d mm 344.87 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。 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船舶配件厂，规格如下： 前轴承： 材料 白合金 内径 mm 全长 mm 质量 Kg 后轴承： 材料 白合金 内径 mm 全长 mm 质量 Kg b．油润滑艉轴密封装置选自东台市船舶配件厂，规格如下： 艉轴前密封装置： 型号 衬套外径 3 mm 最大轴径 3 mm 艉衬套长度 215 mm 艉轴后密封装置： 型号 衬套外径 3 mm 最大轴径 3 mm 艉衬套长度 215 mm 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=440mm，R=350mm 螺旋桨轴尾部锥长l=（1.6~3.3）R=2.2*R=780mm， 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，4.299m a---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，1.546m d—法兰端面到前轴承支撑点距离，2.391m G0—法兰重量，1180kg QB—螺旋桨及附件重量，4079.51kg qc—轴本身重量产生的均布负荷 ，qc=0.0062=0.0062×3502=759.5kg/m b．前轴承总压力 = 4596.65 N 式中：g—9.81N/kg 1—前后轴承支撑点距离，4.299m